LES 31 TYPES DE FORCE EN PHYSIQUE ET LEURS CARACTÉRISTIQUES - PHYSIQUE - 2025

Il existe différents types de force selon leur sens, leur ampleur ou leur intensité, leur application et leur direction. La force est tout agent qui a la capacité de modifier l'état dans lequel se trouve un corps, qu'il soit en mouvement ou au repos.

La force peut également être un élément qui provoque la déformation d'un corps. Dans le domaine de la physique, elle peut être définie comme une grandeur vectorielle chargée de mesurer l'intensité de l'échange de quantité de mouvement linéaire entre éléments. Pour mesurer la force, il est nécessaire de connaître ses unités et ses valeurs, mais aussi où elle est appliquée et dans quelle direction.

Pour représenter graphiquement la force, vous pouvez choisir un vecteur. Mais cela doit avoir quatre éléments de base: le sens, le point d'application, la grandeur ou l'intensité et la ligne d'action ou la direction.

Types de forces en physique

Il existe plusieurs types de forces, certaines appelées forces fondamentales de la nature et beaucoup d'autres qui sont des expressions de ces interactions de base.

- Forces fondamentales

Force gravitationnelle

Le pendule de Newton aide à comprendre le concept de force gravitationnelle.

C'est l'une des forces les plus connues, d'autant plus qu'elle a été l'une des premières à être étudiée. C'est la force attractive qui est générée entre deux corps.

En fait, le poids d'un corps est dû à l'action exercée par l'attraction gravitationnelle terrestre sur lui. La force de gravité est conditionnée à la fois par la distance et la masse des deux corps.

La loi universelle de la gravitation a été découverte par Isaac Newton et publiée en 1686. La gravité est ce qui permet aux corps de tomber sur Terre. Et il est également responsable des mouvements observés dans l'Univers.

En d'autres termes, le fait que la Lune tourne autour de la Terre ou que les planètes gravitent autour du Soleil est un produit de la force gravitationnelle.

Force électromagnétique

La deuxième force quotidienne est constituée par les interactions électromagnétiques, qui comprennent les forces électriques et magnétiques. C'est une force qui affecte deux corps chargés électriquement.

Il est produit avec une intensité plus grande que la force gravitationnelle et aussi, c'est la force qui permet des modifications chimiques et physiques des molécules et des atomes.

La force électromagnétique peut être divisée en deux types. La force entre deux particules chargées au repos est appelée la force électrostatique. Contrairement à la gravité, qui est toujours une force attractive, la force peut être à la fois répulsive et attractive. Mais lorsque la force survient entre deux particules en mouvement, une autre force appelée magnétique se superpose.

Interaction nucléaire forte

C'est le type d'interaction le plus puissant qui existe et qui est responsable de la cohésion des composants des noyaux atomiques. Il agit de la même manière entre deux nucléons, neutrons ou protons et est plus intense que la force électromagnétique, bien qu'il ait une portée plus petite.

La force électrique présente entre les protons les fait se repousser, mais la grande force gravitationnelle qui existe entre les particules nucléaires permet de contrecarrer cette répulsion afin de maintenir la stabilité du noyau.

Faible interaction nucléaire

Connu sous le nom de force faible, c'est le type d'interaction qui permet la désintégration bêta des neutrons. Sa portée est si courte qu'elle n'est pertinente qu'à une échelle fondamentale. C'est une force moins intense que la force forte, mais plus intense que la force gravitationnelle. Ce type de force peut provoquer des effets attractifs et répulsifs, ainsi que générer des modifications dans les particules impliquées dans le processus.

- Forces dérivées

Au-delà de la classification des forces principales, la force peut également être divisée en deux catégories importantes: les forces de distance et les forces de contact. Le premier est lorsque la surface des corps impliqués ne frotte pas.

C'est le cas de la force de gravité et de la force électromagnétique. Et le second est un contact direct entre les corps qui interagissent physiquement comme lorsqu'une chaise est poussée.

Les forces de contact sont ce type de force.

Force normale

La force normale est celle exercée par la table sur le sablier qui y repose.

Il s'agit de la force qu'une surface exerce sur un objet qu'elle supporte. Dans ce cas, la grandeur et la direction du corps s'exercent en sens inverse du corps sur lequel il repose. Et la force agit perpendiculairement et hors de ladite surface.

C'est le genre de force que nous voyons lorsque nous posons un livre sur une table, par exemple. Là, l'objet est au repos sur la surface et dans cette interaction, le poids et la force de contact sont les seuls qui agissent.

Force appliquée

Lorsqu'une pénalité est bottée, une force appliquée est exercée sur le ballon

Dans ce cas, c'est la force qu'un objet ou un être humain transfère à un autre corps, que ce soit un autre objet ou un autre humain. La force appliquée agit toujours directement sur le corps, ce qui signifie qu'un contact direct se produit toujours. C'est le type de force utilisé pour frapper un ballon ou pousser une boîte.

Force élastique

Le ressort est un objet à énergie potentielle élastique.

C'est le type de force qui se produit lorsqu'un ressort, comprimé ou étiré, cherche à revenir à son état d'inertie. Ces types d'objets sont faits pour revenir à un état d'équilibre et le seul moyen d'y parvenir est la force.

Le mouvement se produit parce que ce type d'objet stocke une énergie appelée potentiel. Et c'est cela qui exerce la force qui le ramène à son état d'origine.

Force magnétique

Les aimants dégagent une force magnétique qui leur permet d'attirer certains métaux sans avoir besoin de les toucher.

C'est un type de force qui émerge directement de la force électromagnétique. Cette force survient lorsque des charges électriques sont en mouvement. Les forces magnétiques dépendent des vitesses des particules et ont une direction normale par rapport à la vitesse de la particule chargée sur laquelle elles exercent leur action.

C'est un type de force qui est lié aux aimants mais aussi aux courants électriques. Il se caractérise par la production d'attraction entre deux ou plusieurs corps.

Dans le cas des aimants, ils ont une extrémité sud et une extrémité nord, et chacun d'eux attire les extrémités opposées vers eux-mêmes dans un autre aimant. Ce qui signifie que si les pôles se repoussent, les opposés s'attirent. Ce type d'attraction se produit également avec certains métaux.

Force électrique

Si vous frottez un ballon avec vos cheveux, il acquiert la propriété d'attirer les corps. C'est pourquoi ce chaton ne peut pas s'en débarrasser.

C'est le type de force qui se produit entre deux ou plusieurs charges et l'intensité de celles-ci dépendra directement de la distance entre lesdites charges, ainsi que de leurs valeurs.

Comme dans la force magnétique à pôles égaux, les charges de même signe se repousseront. Mais ceux qui ont des signes différents s'attirent. Dans ce cas, les forces seront plus intenses en fonction de la proximité des corps les uns par rapport aux autres.

Friction ou force de friction

C'est le type de force qui se produit lorsqu'un corps glisse sur une surface ou est tenté de le faire. Les forces de friction n'aident jamais le mouvement, ce qui signifie qu'elles s'y opposent.

Il s'agit essentiellement d'une force passive qui tente de ralentir ou même d'empêcher le mouvement du corps, quelle que soit la direction prise.

Il existe deux types de force de friction: dynamique et statique.

Forces de friction dynamiques

Les patins à glace créent une friction dynamique

Le premier est la force nécessaire pour que le mouvement de deux corps en interaction soit uniforme. C'est la force qui s'oppose au mouvement du corps.

Forces de frottement statiques

La seconde, la force statique, est celle qui établit la force minimale nécessaire pour déplacer un corps. Cette force doit être égale à la surface avec laquelle les deux corps impliqués dans le mouvement sont en contact.

La force de friction joue un rôle fondamental dans la vie quotidienne. En ce qui concerne le frottement statique, c'est une force très utile, car c'est ce qui permet aux humains de marcher comme ils le font et c'est aussi ce qui permet l'action de tenir un crayon.

Sans cette force, le transport à roues tel qu'il est connu aujourd'hui n'existerait pas. Le frottement dynamique est tout aussi important, car c'est la force qui permet à tout corps en mouvement de s'arrêter.

Force de tension

C'est le type de force qui se produit lorsqu'une corde, un fil, un ressort ou un câble est attaché à un corps, puis tiré ou tendu. Cette interaction se produit parallèlement à l'objet lié et en s'éloignant de celui-ci dans la direction opposée.

Dans ce cas, la valeur de la force de tension est équivalente à celle de la tension possédée par la corde, le ressort, le câble, etc., au moment où la force est appliquée.

Force de traînée aérodynamique

Ce type de force est également connu sous le nom de résistance à l'air, car il s'agit de la force exercée sur un corps lorsqu'il se déplace dans l'air. La force de traînée aérodynamique crée une opposition qui empêche le corps d'avancer dans les airs.

Cela signifie que la résistance que l'objet met en place est toujours dans le sens opposé à la vitesse du corps. Dans tous les cas, ce type de force ne peut être perçu - ou est perçu plus clairement - que lorsqu'il s'agit de corps volumineux ou lorsqu'il se déplace à grande vitesse. Autrement dit, plus la vitesse et la taille de l'objet sont faibles, plus sa résistance à l'air est faible.

Faire monter

C'est le type de force qui se produit lorsqu'un corps est immergé dans l'eau ou tout autre liquide. Dans ce cas, le corps semble beaucoup plus léger.

En effet, lors de l'immersion d'un objet, deux forces agissent en même temps. Le poids du corps lui-même, qui le pousse vers le bas, et une autre force qui le pousse de bas en haut.

Lorsque cette force se produit, le liquide contenu monte en niveau car le corps flottant déplace une partie de l'eau. Par contre, pour savoir si un corps est capable de flotter, il faut savoir quel est son poids spécifique.

Pour le déterminer, vous devez diviser le poids par le volume. Si le poids est supérieur à la poussée, le corps coulera, mais s'il est inférieur, il flottera.

Force de liaison

Si vous voulez déterminer la force résultante qu'une action exerce sur une particule, il est nécessaire d'analyser un autre type de force, celui de la liaison. Un point matériel est dit lié lorsqu'il existe des problèmes physiques qui limitent ses mouvements.

Ce sont alors ces limitations physiques que l'on appelle les ligatures. Ce type de force ne produit pas de mouvement. Sa fonction est plutôt d'empêcher les mouvements produits par des forces actives incompatibles avec les ligatures.

Force moléculaire

Ce type de force n'a pas de caractère fondamental comme les quatre premières forces de base et n'en dérive pas non plus. Mais c'est toujours important pour la mécanique quantique.

Comme son nom l'indique, la force moléculaire est celle qui agit entre les molécules. Ce sont des manifestations de l'interaction électromagnétique entre les noyaux et les électrons d'une molécule avec ceux d'une autre.

Force d'inertie

Les forces auxquelles le corps responsable d'agir sur la particule peut être identifié sont appelées forces réelles. Mais pour calculer l'accélération de ces forces, il faut un élément référentiel qui doit être inerte.

La force d'inertie est alors celle qui agit sur la masse lorsqu'un certain corps est soumis à une accélération. Ce type de force ne peut être observé que dans des référentiels accélérés.

Ce type de force est ce qui maintient les astronautes collés à leur siège lorsqu'une fusée décolle. Cette force est également responsable de projeter une personne contre le pare-brise de la voiture lors d'un accident. Les forces d'inertie ont la même direction mais une direction opposée à celle de l'accélération à laquelle la masse est soumise.

- Types de forces selon des paramètres spécifiques

De volume

Force qui agit sur toutes les particules d'un corps donné, telles que les forces magnétiques ou gravitationnelles.

De surface

Ils n'agissent qu'à la surface d'un corps. Ils sont divisés en distribué (poids d'une poutre) et ponctuel (lors de l'accrochage d'une poulie).

Contact

Le corps qui exerce la force entre en contact direct. Par exemple, une machine qui pousse un meuble.

À distance

Le corps qui exerce la force n'entre pas en contact. Ce sont les forces gravitationnelles, nucléaires, magnétiques et électriques.

Statique

La direction et l'intensité de la force changent peu, comme le poids de la neige ou d'une maison.

Dynamique

La force agissant sur l'objet varie rapidement, comme lors d'impacts ou de tremblements de terre.

Équilibré

Forces dont les directions sont opposées. Par exemple, lorsque deux voitures de même poids et roulant à la même vitesse se heurtent.

Déséquilibré

Par exemple, lorsqu'un camion entre en collision avec une petite voiture. La force du chariot est plus grande, et donc ils sont déséquilibrés.

Fixé

Ce sont des forces toujours présentes. Par exemple, le poids d'un bâtiment ou d'un corps.

Variables

Des forces qui peuvent apparaître et disparaître, comme le vent.

D'action

Force exercée par un objet qui en déplace ou en modifie un autre. Par exemple, une personne qui heurte un mur.

Réaction

Le corps sur lequel la force est appliquée exerce une force de réaction. Par exemple, un mur, lorsqu'il est touché, exerce une force de réaction.

Références

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2. Medina, A; Ovejero, J. (2010). «Les lois de Newton et leurs applications. Département de physique appliquée. Université de Salamanque. Madrid". Récupéré de ocw.usal.es.
3. Medina, C. (2015). "Pousser la force vers le haut". Récupéré de prezi.com.