🪢 Force résultante : le tir à la corde

Salut ! Pandi et Pengu jouent au tir à la corde. De quel côté la corde va-t-elle partir ? Nous allons le trouver en additionnant et en soustrayant les forces.

On représente une force par une flèche. Le sens de la flèche est le sens de la force. La longueur de la flèche est la valeur de la force : la flèche de 40 N est deux fois plus longue que celle de 20 N. L’unité de force est le newton (N).

Mina pousse la caisse : 30 N. Hugo tire avec la corde : 20 N. Tous les deux vont vers la droite. Mettons les flèches bout à bout : les forces s’additionnent. La force totale sur la caisse s’appelle la force résultante : 30 + 20 = 50 N, vers la droite.

Maintenant, le tir à la corde ! L’équipe bleue a deux joueurs : 30 N et 20 N, soit 50 N vers la gauche. L’équipe orange tire à 30 N vers la droite. Quand les forces sont de sens opposés, on soustrait la plus petite de la plus grande : 50 − 30 = 20 N. La résultante va vers la gauche, le drapeau glisse vers la gauche.

Cette fois, les deux équipes tirent à 40 N. Les forces sont égales et de sens opposés : 40 − 40 = 0 N. La force résultante est nulle, le drapeau reste en place. On dit que les forces sont équilibrées.

Des forces équilibrées ne changent pas le mouvement. Une caisse immobile, poussée des deux côtés avec 5 N, reste immobile. Une voiture en mouvement, avec 10 N vers l’avant et 10 N vers l’arrière, continue d’avancer à la même vitesse dans la même direction.

La voiture avance de 2 mètres chaque seconde : 2 m en 1 seconde, 4 m en 2 secondes, 6 m en 3 secondes. Si elle parcourt des distances égales en des temps égaux, sa vitesse est constante.

Pour trouver la vitesse, on divise la distance parcourue par le temps écoulé : vitesse = distance / temps. La voiture a fait 6 mètres en 3 secondes : 6 ÷ 3 = 2 m/s. La vitesse dit combien de mètres on parcourt chaque seconde.

L’équipe qui a le plus de joueurs gagne-t-elle toujours ? Non ! L’équipe bleue a 3 joueurs de 10 N chacun : 30 N en tout. L’équipe orange a 2 joueurs de 20 N chacun : 40 N en tout. La résultante est 40 − 30 = 10 N, vers la droite. Ce qui compte, ce n’est pas le nombre de joueurs, c’est la force totale.

Résumé : des forces de même sens s’additionnent, des forces de sens opposés se soustraient. Si elles sont égales et opposées, la résultante est 0 N : les forces sont équilibrées et le mouvement ne change pas. La vitesse, c’est la distance divisée par le temps. Essaie maintenant le Labo du ciel !