Cet article explique ce qu'est un système de forces. Vous trouverez également plusieurs exemples de systèmes de force et quels sont les types de systèmes de force les plus courants.
Qu'est-ce qu'un système de forces ?
En physique, un système de forces est un ensemble de forces qui agissent sur le même corps ou objet. Autrement dit, lorsque deux forces ou plus sont appliquées à un corps, il s’agit d’un système de forces.
Logiquement, pour qu'il s'agisse d'un système de forces, il faut que plus d'une force agisse, à partir de deux forces on considère déjà un système. De même, chacune des forces qui font partie d’un système de forces est appelée composante du système.
Tout système de forces peut être remplacé par une force unique, appelée force résultante . De cette façon, le système est simplifié puisqu’il passe de plusieurs forces à une seule force et, par conséquent, il est plus facile à interpréter.
Pour y parvenir, il faut réaliser une procédure qui présente une certaine difficulté, car elle dépend de la nature du système de forces. Cliquez sur le lien suivant pour voir comment procéder :
Exemples de systèmes de force
Compte tenu de la définition du système de forces, vous pouvez voir ci-dessous plusieurs exemples de systèmes de forces pour mieux comprendre leur signification.
- Par exemple, nous avons un système de forces lorsque plusieurs personnes exercent en même temps une force sur un objet très lourd pour tenter de le déplacer.
- Un autre exemple de système de forces est celui où une personne tient un objet. Plusieurs forces agissent dans le système telles que la force du poids de la personne, la force du poids de l'objet et la force de la personne pour soutenir l'objet, entre autres forces.
- Enfin, lorsqu'une voiture circule sur la route c'est aussi un système de forces, car plusieurs forces agissent sur elle : la force du poids, la force normale, la force de frottement, etc.
Types de systèmes de force
Les types de systèmes de force les plus importants sont expliqués ci-dessous. Cependant, pour mieux comprendre le concept de chaque type de système de force, il est recommandé de lire également comment est calculée la force résultante d'un système de force (vous avez le lien ci-dessus), puisqu'elle se calcule différemment selon le type de système de force. système.
Système de force coplanaire
Un système de forces coplanaires est un ensemble de forces qui agissent dans le même plan. De sorte que toutes les forces du système sont contenues dans un seul plan.
Une des caractéristiques de ce type de système est que toutes les forces peuvent être exprimées par des vecteurs de deux coordonnées seulement. Normalement, lorsque vous commencez à étudier la physique, vous faites généralement des exercices avec ce type de force, car ils sont plus faciles.
Système de forces concurrentes
Un système de forces concurrentes est constitué de deux ou plusieurs forces dont les directions se croisent en un point. Autrement dit, les extensions des lignes d’action d’un système de forces concurrentes se croisent en un seul point.
Par conséquent, comme nous le verrons ci-dessous, un couple de forces parallèles ou colinéaires ne fera jamais partie d’un système de forces concurrentes.
système de forces colinéaires
Un système de forces colinéaires est constitué de plusieurs forces qui ont la même direction. Par conséquent, lorsque deux ou plusieurs forces partagent leur ligne d’action, il s’agit d’un système de forces colinéaires.
Il convient de noter que les forces colinéaires peuvent avoir la même direction ou des directions opposées, mais quelle que soit leur direction, elles sont considérées comme colinéaires si elles ont la même direction.
système de forces parallèles
Un système de forces parallèles est un ensemble de forces formées uniquement par des forces parallèles, c'est-à-dire que les lignes d'action de toutes les forces d'un tel système de forces sont parallèles.
Bien que les lignes d’action de ces types de forces soient parallèles, elles sont mathématiquement considérées comme ayant la même direction.
Système de forces perpendiculaires
Un système de forces perpendiculaires est constitué de deux ou plusieurs forces perpendiculaires les unes aux autres, c'est-à-dire qu'elles forment un angle de 90º.
Pour calculer la force résultant de deux forces perpendiculaires, il faut appliquer la formule de l’ampleur d’une force. Si vous êtes plus intéressé, vous pouvez voir comment cela se fait dans l'article lié ci-dessus sur la force résultante.
système de forces en équilibre
Un système de forces en équilibre est un ensemble de forces dont la force résultante et le moment résultant sont nuls. Par conséquent, un système est en équilibre lorsqu’il est au repos, a une vitesse linéaire constante ou une vitesse angulaire constante.
En physique, pour qu’un corps soit considéré comme en équilibre, il doit satisfaire à deux conditions, vous pouvez voir ce qu’elles sont ici :