Cet article explique ce que sont les forces internes et les forces externes. Vous trouverez des définitions des forces internes et des forces externes ainsi que des exemples des deux types de forces. Enfin, vous pourrez voir les différences entre les forces externes et internes.
Que sont les forces internes ?
Les forces internes sont les forces que les différentes particules d’un corps ou de parties d’un système exercent les unes sur les autres. Autrement dit, les forces internes d’un système sont celles qui agissent au sein dudit système.
En raison de la troisième loi de Newton, également appelée principe action-réaction, les forces internes sont égales et opposées deux à deux. Par conséquent, en général, la somme de toutes les forces internes d’un système est égale à zéro.
Pour cette raison, les forces internes ne sont généralement pas représentées dans le diagramme du corps libre, car deux forces qui s'annulent seraient représentées.
Dans certains livres de physique, les forces internes sont également appelées forces mutuelles, mais cela est très rare.
Que sont les forces extérieures ?
Les forces externes sont les forces exercées par d'autres systèmes sur le corps ou le système étudié. Autrement dit, les forces externes d’un système sont celles qui agissent en dehors de ce système.
De manière analogue aux forces internes, les forces externes appliquées par deux systèmes différents ont la même ampleur mais leur direction est opposée.
Contrairement aux forces internes, toutes les forces externes doivent être représentées sur le diagramme du corps libre.
De plus, lorsque la somme de toutes les forces externes est nulle, le corps ou le système est en équilibre de translation .
En physique, on distingue deux types de forces extérieures :
- Forces externes actives : ces forces qui favorisent le mouvement du corps ou du système. Par exemple, la force de gravité terrestre tente d’attirer les corps vers le centre de la planète.
- Forces externes réactives : ces forces générées en réaction à une autre force. Par exemple, la force normale contrecarre la force gravitationnelle et maintient un corps au sol.
Exemples de forces internes et de forces externes
Une fois que nous aurons vu la définition des forces internes et des forces externes, nous allons voir des exemples des deux types de forces pour mieux comprendre leur signification. Plus précisément, nous verrons un cas réel dans lequel, selon ce que nous considérons comme un système d'étude, la même force peut être considérée comme interne ou externe.
Si nous donnons l’exemple d’une personne tenant un objet, les forces externes et internes changent en fonction du système que l’on souhaite étudier.
Si l'on veut analyser le système formé par la personne et l'objet, les forces externes sont le poids de la personne (P 1 ), le poids de l'objet (P 2 ) et la force normale (N 1 ) exercée par l'objet. sol sur la personne qui contrecarre les deux forces précédentes. Dans ce cas, la force que la personne exerce pour tenir l’objet est une force interne puisqu’il s’agit d’une interaction entre deux parties du même système et ne doit donc pas être représentée.
En revanche, si l'on choisit uniquement l'objet comme système, les forces externes sont la force du poids de l'objet (P 2 ) et la force que la personne doit exercer pour tenir l'objet (N 2 ). Puisque dans ce cas la personne ne fait pas partie du système, la force appliquée à l’objet est externe et doit donc être tirée.
Différence entre les forces internes et les forces externes
Pour conclure l'explication et clarifier les concepts, nous allons mettre en évidence ci-dessous les différences entre une force interne et une force externe.
La différence entre les forces internes et les forces externes réside dans leur inclusion ou non dans le système d'étude. Les forces internes se produisent entre les pièces ou les particules d'un système, tandis que les forces externes sont exercées par des agents extérieurs au système.
De plus, les forces internes ne doivent pas être représentées sur les diagrammes de corps libres, alors que toutes les forces externes doivent être représentées graphiquement.
Notons enfin qu'une même force peut être considérée comme interne ou externe au système selon le système choisi, comme nous l'avons vu dans l'exemple ci-dessus.
