ligne d’action de la force
forces, nous dessinerons la longueur de leurs vecteurs de façon proportionnelle à l’intensité de la force. Le point d’application et la direction définissent la ligne d’action d’une force (ou ligne de force). Dans le cas des forces de gravitation, la ligne d’action relie les deux centres de gravité (celui de la personne et celui de la terre). Cependant, une personne posée sur la surface de la terre ou sur le plancher ne subit pas que la force de gravitation de la terre qui l’attire vers le bas. Par expérience, nous savons que le plancher joue un rôle fondamental, et nous savons bien ce qui peut se passer quand le plancher cède sous nos pieds! En effet, ce dernier joue une fonction «active» dans le fait de soutenir une personne, en exerçant une force vers le haut.
Ligne d’action de la force-poids
sous-système force gravitationelle exercée par la terre sur la personne force exercée par le sol sur la personne
Sous-système personne et forces agissantes
force exercée par le sol sur la personne
force de gravitation exercée par la terre sur la personne
Comparaison des forces agissant sur le sous-système
Pour pouvoir représenter cette force, nous devons isoler la personne du reste du système terre-personne. Par la suite, nous appellerons sous-système précisément cette partie du système que nous avons isolée avec toutes les forces qui agissent.
Le soussystème
Nous pouvons facilement imaginer quelles sont les conditions nécessaires afin que les deux forces qui agissent sur la personne soient en équilibre. Elles doivent: 1. être de même intensité; 2. agir dans la même direction, mais en sens opposé; 3. être placées sur la même ligne d’action.
Les conditions d’équilibre de deux forces 150
Les deux premières conditions peuvent être résumées en une condition équivalente: les deux forces doivent s’annuler vectoriellement. En effet, la personne pourra rester immobile sur le plancher seulement si les forces s’annullent en déterminant une condition d’équilibre. Pour vérifier ce que signifie la condition selon laquelle les deux forces doivent agir sur la même ligne d’action, nous pouvons essayer de nous pencher en avant avec notre corps, de façon que la ligne d’action de la force de gravitation, qui passe par le centre de gravité, se déplace en avant jusqu’à la pointe de nos pieds. De cette façon, nous aurons obtenu un équilibre précaire.
FORCES, CHARGES, SOUS-SYSTÈMES ET ÉQUILIBRE
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