Que modélise une force ?

Une action mécanique exercée par un objet sur un autre. — Elle suppose donc toujours deux objets.

Cite ses quatre caractéristiques.

Le point d'application, la direction, le sens et la valeur. — En oublier une rend la réponse incomplète.

Dans quelle unité s'exprime sa valeur ?

En newtons — C'est l'unité de toutes les forces, poids compris.

Que traduit la longueur de la flèche qui la représente ?

Sa valeur. — La direction et le sens se lisent sur la flèche elle-même.

Qu'est-ce que la masse, et dans quelle unité se mesure-t-elle ?

La quantité de matière, en kilogrammes. — Elle ne change pas selon le lieu.

Qu'est-ce que le poids, et dans quelle unité se mesure-t-il ?

La force d'attraction exercée par un astre, en newtons. — Il se mesure avec un dynamomètre, et il dépend de l'astre.

Calcule le poids sur Terre d'un objet de 50 kg.

490 N — 50 × 9,8 = 490 : on multiplie la masse par l'intensité de pesanteur.

Calcule son poids sur la Lune.

80 N — 50 × 1,6 = 80 : seule l'intensité de pesanteur a changé.

Quelle est sa masse sur la Lune ?

50 kg — C'est la même quantité de matière, attirée par un astre moins massif.

À quelles trois conditions deux forces se compensent-elles ?

Même droite d'action, même valeur, sens opposés. — Les trois sont nécessaires ensemble.

Quelles forces s'exercent sur un livre posé sur une table ?

Son poids, vers le bas, et la réaction du support, vers le haut. — Elles se compensent, ce qui explique l'immobilité.

Un objet immobile subit-il des forces ?

Oui : elles se neutralisent, elles ne sont pas absentes. — C'est pourquoi il tombe dès qu'on retire le support.

Que fait un objet dont les forces se compensent ?

Il reste immobile, ou poursuit un mouvement rectiligne uniforme. — C'est le principe d'inertie, repris en troisième.

Comment la pression se calcule-t-elle ?

En divisant la valeur de la force par l'aire de la surface pressée. — Elle s'exprime en pascals, une force d'un newton par mètre carré.

Quelle surface faut-il prendre ?

Celle qui est réellement en contact. — Seule elle transmet la force : une personne debout n'appuie que sur ses semelles.

Une force de 60 N s'applique sur 0,02 m². Quelle pression ?

3 000 Pa — 60 ÷ 0,02 = 3000 : on divise la force par l'aire en mètres carrés.

Pourquoi une raquette à neige empêche-t-elle de s'enfoncer ?

Elle augmente la surface de contact, donc réduit la pression. — Le poids, lui, n'a pas changé.

« Le poids de cet objet est de 30 kg. »

Un poids s'exprime en newtons ; 30 kg est une masse. — Une réponse dont l'unité est fausse ne peut pas être juste.

« Sur la Lune, sa masse est six fois plus faible. »

C'est son poids qui l'est ; sa masse ne change pas. — Seule l'intensité de la pesanteur change d'un astre à l'autre.

« Je divise la force par la surface totale de la personne. »

Il faut diviser par la surface en contact avec le sol. — Prendre la mauvaise aire fausse le résultat d'un facteur considérable.

Physique-Chimie · 4ème · Contrôle n°1

Mécanique — Forces et pression

55 minutes noté sur 205 exercices

Un contrôle de physique-chimie de 55 minutes sur la mécanique : les quatre caractéristiques d'une force, le poids distingué de la masse avec leurs deux unités, l'intensité de la pesanteur qui change d'un astre à l'autre, l'équilibre de deux forces, et la pression qui dépend de la surface en contact. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.

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Avant de commencer

Une force se décrit par quatre caractéristiques : en oublier une rend la réponse incomplète.
La masse se mesure en kilogrammes, le poids en newtons : deux grandeurs, deux unités.
La masse ne change pas de lieu ; le poids dépend de l’astre.
Deux forces se compensent si elles ont même droite, même valeur et des sens opposés.
Un objet immobile n’est pas un objet sans force : c’est un objet dont les forces se neutralisent.
Seule la surface réellement en contact entre dans le calcul d’une pression.

Exercice 1 — Décrire une force

4 pts · 10 min

Donner les caractéristiques d'une force

Réponds à chaque question.

1.Que modélise une force ?
1 pt
Voir la correction
Une action mécanique exercée par un objet sur un autre.
Elle suppose donc toujours deux objets.
2.Cite ses quatre caractéristiques.
1 pt
Voir la correction
Le point d’application, la direction, le sens et la valeur.
En oublier une rend la réponse incomplète.
3.Dans quelle unité s’exprime sa valeur ?
1 pt
Voir la correction
En newtons
C’est l’unité de toutes les forces, poids compris.
4.Que traduit la longueur de la flèche qui la représente ?
1 pt
Voir la correction
Sa valeur.
La direction et le sens se lisent sur la flèche elle-même.

Exercice 2 — Poids et masse

5 pts · 14 min

Distinguer poids et masse, et calculer un poids

On prend une intensité de pesanteur de 9,8 N/kg sur Terre et de 1,6 N/kg sur la Lune. Réponds à chaque question.

1.Qu’est-ce que la masse, et dans quelle unité se mesure-t-elle ?
1 pt
Voir la correction
La quantité de matière, en kilogrammes.
Elle ne change pas selon le lieu.
2.Qu’est-ce que le poids, et dans quelle unité se mesure-t-il ?
1 pt
Voir la correction
La force d’attraction exercée par un astre, en newtons.
Il se mesure avec un dynamomètre, et il dépend de l’astre.
3.Calcule le poids sur Terre d’un objet de 50 kg.
1 pt
Voir la correction
490 N
$50 \times 9, 8 = 490$ : on multiplie la masse par l’intensité de pesanteur.
4.Calcule son poids sur la Lune.
1 pt
Voir la correction
80 N
$50 \times 1, 6 = 80$ : seule l’intensité de pesanteur a changé.
5.Quelle est sa masse sur la Lune ?
1 pt
Voir la correction
50 kg
C’est la même quantité de matière, attirée par un astre moins massif.

Exercice 3 — L'équilibre des forces

4 pts · 11 min

Expliquer l'équilibre de deux forces

Réponds à chaque question.

1.À quelles trois conditions deux forces se compensent-elles ?
1 pt
Voir la correction
Même droite d’action, même valeur, sens opposés.
Les trois sont nécessaires ensemble.
2.Quelles forces s’exercent sur un livre posé sur une table ?
1 pt
Voir la correction
Son poids, vers le bas, et la réaction du support, vers le haut.
Elles se compensent, ce qui explique l’immobilité.
3.Un objet immobile subit-il des forces ?
1 pt
Voir la correction
Oui : elles se neutralisent, elles ne sont pas absentes.
C’est pourquoi il tombe dès qu’on retire le support.
4.Que fait un objet dont les forces se compensent ?
1 pt
Voir la correction
Il reste immobile, ou poursuit un mouvement rectiligne uniforme.
C’est le principe d’inertie, repris en troisième.

Exercice 4 — La pression

4 pts · 11 min

Calculer et interpréter une pression

Réponds à chaque question.

1.Comment la pression se calcule-t-elle ?
1 pt
Voir la correction
En divisant la valeur de la force par l’aire de la surface pressée.
Elle s’exprime en pascals, une force d’un newton par mètre carré.
2.Quelle surface faut-il prendre ?
1 pt
Voir la correction
Celle qui est réellement en contact.
Seule elle transmet la force : une personne debout n’appuie que sur ses semelles.
3.Une force de 60 N s’applique sur 0,02 m². Quelle pression ?
1 pt
Voir la correction
3 000 Pa
$60 \div 0, 02 = 3000$ : on divise la force par l’aire en mètres carrés.
4.Pourquoi une raquette à neige empêche-t-elle de s’enfoncer ?
1 pt
Voir la correction
Elle augmente la surface de contact, donc réduit la pression.
Le poids, lui, n’a pas changé.

Exercice 5 — Trouve l'erreur

3 pts · 9 min

Repérer une erreur et la corriger

Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.

1.« Le poids de cet objet est de 30 kg. »
1 pt
Voir la correction
Un poids s’exprime en newtons ; 30 kg est une masse.
Une réponse dont l’unité est fausse ne peut pas être juste.
2.« Sur la Lune, sa masse est six fois plus faible. »
1 pt
Voir la correction
C’est son poids qui l’est ; sa masse ne change pas.
Seule l’intensité de la pesanteur change d’un astre à l’autre.
3.« Je divise la force par la surface totale de la personne. »
1 pt
Voir la correction
Il faut diviser par la surface en contact avec le sol.
Prendre la mauvaise aire fausse le résultat d’un facteur considérable.

Barème — ce que le correcteur regarde

Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.

Ex.1Les quatre caractéristiques données

4 points — 1 par question

Point perdu si : Une force décrite sans son point d’application.

Ex.2Poids et masse distingués, avec leurs unités

5 points — 1 par question

Point perdu si : Un poids exprimé en kilogrammes.

Ex.3L’équilibre expliqué par la compensation

4 points — 1 par question

Point perdu si : Un objet immobile décrit comme n’ayant aucune force appliquée.

Ex.4La pression calculée sur la surface en contact

4 points — 1 par question

Point perdu si : Une aire prise sur l’objet entier au lieu de la zone de contact.

Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée

3 points — 1 par ligne

Point perdu si : Une masse déclarée plus faible sur la Lune.

Et maintenant ?

16 à 20: Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à associer une unité à chaque grandeur dès le brouillon : une réponse dont l'unité est fausse ne peut pas être juste.
10 à 15: Refais l'exercice 4 en repassant au crayon la zone de contact sur le schéma. C'est elle, et rien d'autre, qui entre au dénominateur.
moins de 10: Reprends la fiche de cours et retiens ce que la Lune change et ce qu'elle ne change pas : le poids y est plus faible, la masse y est la même.

Refaire avec d'autres phrases

Mêmes notions, mêmes exigences, énoncés différents. À passer quelques jours plus tard, une fois celui-ci corrigé.

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