Comment modéliser une action par une force ?

1. Comment dresser le bilan des actions ?

On commence par entourer mentalement le système étudié. Toute action d’un objet inclus dans ce périmètre est interne ; les actions à modéliser dans le bilan viennent des systèmes extérieurs retenus.

Pour une balle tenue dans la main, la Terre, la main et l’air peuvent agir. Après le lâcher, l’action de la main disparaît. Une force n’est pas l’action elle-même : c’est le vecteur choisi pour la modéliser.

2. Quelles caractéristiques définissent une force ?

Le vecteur force possède un point d’application, une direction, un sens et une valeur exprimée en newtons. Sa longueur sur le dessin dépend d’une échelle annoncée, par exemple 1 cm pour 5 N.

La direction est la droite support du vecteur ; le sens choisit l’une des deux orientations sur cette droite. Dire « vers la droite » ne suffit pas si la direction verticale ou oblique n’a pas été établie.

3. Que dit le principe des actions réciproques ?

Si A exerce sur B la force F⃗A→B, alors B exerce simultanément sur A la force F⃗B→A=−F⃗A→B. Elles ont même valeur, même direction et des sens opposés.

Ces deux forces s’exercent sur des systèmes différents. Elles ne se compensent donc pas dans le bilan de B ou dans celui de A. Le poids d’un livre et la force de la table sur ce livre ne constituent pas non plus une paire réciproque : les deux s’exercent sur le livre.

4. Contact ou distance : comment classer l’interaction ?

Une action de contact exige un contact matériel : support, fil, frottement. Une action à distance est modélisée sans contact entre les systèmes, comme la gravitation.

La classification ne fixe ni la valeur ni le sens. Un frottement, par exemple, dépend du mouvement relatif ou de sa tendance ; l’action d’un support peut combiner une composante normale et une composante tangentielle.

5. Comment représenter l’interaction gravitationnelle ?

Deux corps de masses m₁ et m₂, séparés par la distance r entre leurs centres, s’attirent avec la valeur F=Gm₁m₂/r², où G≈6,67×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻². Les unités doivent être cohérentes avec le SI.

Les deux forces sont portées par la droite des centres, chacune dirigée vers l’autre corps. Doubler une masse double F ; doubler r divise F par quatre. La valeur commune ne signifie pas que les deux objets auront la même variation de mouvement.

6. Poids et support : quand s’équilibrent-ils ?

Près de la surface d’une planète, le poids modélise son action gravitationnelle sur l’objet : P⃗=m g⃗ et P=mg. La masse m ne dépend pas de la planète, tandis que g et donc le poids dépendent de l’astre et du lieu.

Sur une table horizontale, un livre immobile peut recevoir un poids vers le bas et une action du support vers le haut de même valeur. Sur un plan incliné, la réaction normale est perpendiculaire au plan et n’est pas opposée au poids ; une force de frottement peut aussi intervenir.

Erreurs fréquentes

L'essentiel à mémoriser

• Système délimité.
• Actions inventoriées.
• Vecteur complet.
• Réciprocité séparée.
• Gravitation orientée.
• Support contextualisé.

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Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-08-12

1. Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-08-09.
2. Physique-chimie, enseignement commun, classe de seconde, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-08-09.
3. Programmes et ressources en physique-chimie — voie GT, Éduscol, consulté le 2026-08-09.