Forces en Action sur le Terrain de Jeu (Niveau 6ème)
À la découverte des forces qui nous entourent !
Quand tu joues sur un terrain de jeu, tu es entouré(e) de forces invisibles qui agissent sur toi et sur les objets. Une force, c'est une action capable de mettre un objet en mouvement, de l'arrêter, de changer sa direction ou de le déformer. Par exemple, quand tu pousses une balançoire, tu exerces une force. Quand tu sautes, la Terre t'attire vers le bas avec une force appelée la gravité. Dans cet exercice, nous allons explorer quelques-unes de ces forces !
Situation de jeu
- Léo pousse sa petite sœur Mia sur une balançoire.
- Un ballon de foot roule sur l'herbe puis s'arrête.
- Mia est assise immobile sur la balançoire avant que Léo ne la pousse.
Schéma : Quelques forces sur le terrain de jeu
Les flèches représentent des forces : leur point de départ montre où la force s'applique, leur direction indique le sens de la force.
Questions à traiter
- Qu'est-ce qu'une force ? Donne un exemple de ce qu'une force peut faire à un objet.
- Dans la situation où Léo pousse Mia sur la balançoire :
- Quelle est la force qui attire Mia et la balançoire vers le bas ? Est-ce une force de contact ou une force à distance ?
- Léo exerce-t-il une force sur Mia ? Si oui, de quel type (contact ou à distance) ? Quel est l'effet de cette force ?
- Les cordes de la balançoire exercent-elles une force ? Si oui, sur quoi et dans quelle direction ?
- Quand le ballon de foot roule sur l'herbe puis s'arrête :
- Quelle est la force qui le fait ralentir et s'arrêter ? Est-ce une force de contact ou à distance ?
- Dessine un ballon et représente par une flèche la force de gravité qui agit sur lui, et par une autre flèche la force qui le fait ralentir (si le ballon roule vers la droite).
- Si Mia est assise immobile sur la balançoire, quelles sont les forces qui agissent sur elle ? Explique pourquoi elle reste immobile malgré ces forces.
Correction : Forces en Action sur le Terrain de Jeu
Question 1 : Qu'est-ce qu'une force ?
Réponse :
Une force est une action exercée par un objet sur un autre. Une force peut :
- Mettre un objet en mouvement (par exemple, taper dans un ballon).
- Arrêter un objet en mouvement (par exemple, attraper un ballon).
- Changer la vitesse d'un objet (par exemple, pousser plus fort sur une balançoire pour qu'elle aille plus vite).
- Changer la direction du mouvement d'un objet (par exemple, frapper une balle de tennis avec une raquette).
- Déformer un objet (par exemple, écraser une canette vide ou étirer un élastique).
Quiz Intermédiaire 1 : Laquelle de ces actions N'EST PAS un effet direct d'une force ?
Question 2 : Léo pousse Mia sur la balançoire
Réponse a) Force vers le bas :
La force qui attire Mia et la balançoire vers le bas est la gravité (exercée par la Terre). C'est une force à distance, car la Terre attire Mia même sans la toucher directement.
Réponse b) Force exercée par Léo :
Oui, Léo exerce une force sur Mia (et la balançoire) lorsqu'il la pousse. C'est une force de contact, car Léo doit toucher la balançoire pour la pousser. L'effet de cette force est de mettre Mia et la balançoire en mouvement ou d'augmenter leur vitesse.
Réponse c) Force exercée par les cordes :
Oui, les cordes de la balançoire exercent une force sur le siège (et donc sur Mia). Cette force est appelée la tension des cordes. Elle s'exerce vers le haut, le long des cordes, et empêche la balançoire (avec Mia) de tomber directement au sol sous l'effet de la gravité. C'est une force de contact.
Question 3 : Ballon de foot qui roule et s'arrête
Réponse a) Force qui arrête le ballon :
La force qui fait ralentir et s'arrêter le ballon sur l'herbe est principalement la force de frottement. Le frottement se produit entre le ballon et l'herbe, et aussi entre le ballon et l'air. C'est une force de contact.
Réponse b) Dessin des forces sur le ballon :
Voici un schéma simple représentant les forces sur le ballon (s'il roule vers la droite) :
La flèche "Gravité" part du centre du ballon et va vers le bas. La flèche "Frottement" part du point de contact avec le sol (ou est représentée s'opposant au mouvement) et va dans la direction opposée au mouvement du ballon.
Quiz Intermédiaire 2 : Le frottement est une force qui :
Question 4 : Mia immobile sur la balançoire
Réponse :
Si Mia est assise immobile sur la balançoire, plusieurs forces agissent sur elle :
- La gravité (exercée par la Terre) qui l'attire vers le bas.
- La force exercée par le siège de la balançoire, qui la soutient et l'empêche de tomber. Cette force est dirigée vers le haut.
- La tension dans les cordes de la balançoire, qui soutiennent le siège et Mia, dirigée vers le haut le long des cordes.
Mia reste immobile parce que ces forces se compensent. La force du siège vers le haut (et la composante verticale de la tension des cordes) est égale et opposée à la force de gravité. Quand les forces qui agissent sur un objet se compensent (s'annulent), l'objet reste immobile s'il l'était déjà, ou continue de bouger en ligne droite à vitesse constante s'il était déjà en mouvement. C'est le principe d'inertie (même si le terme n'est pas forcément attendu en 6ème, l'idée de forces qui s'équilibrent l'est).
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Laquelle de ces affirmations décrit le mieux une force de contact ?
2. La gravité est :
3. Quand tu lances un ballon en l'air, quelle force le fait redescendre ?
Glossaire
- Force
- Action capable de modifier l'état de mouvement d'un objet (le mettre en mouvement, l'arrêter, changer sa vitesse ou sa direction) ou de le déformer.
- Gravité (ou Poids)
- Force d'attraction exercée par un astre (comme la Terre) sur les objets proches de lui. C'est une force à distance qui nous attire vers le sol.
- Force de Contact
- Force qui s'exerce lorsque deux objets se touchent. Exemples : pousser une porte, tirer une corde, le frottement.
- Force à Distance
- Force qui s'exerce même si les objets ne se touchent pas. Exemples : la gravité, la force magnétique.
- Frottement
- Force qui s'oppose au mouvement (ou à la tentative de mouvement) entre deux surfaces en contact. Elle a tendance à ralentir les objets.
- Tension
- Force exercée par une corde, un fil ou un câble lorsqu'il est tiré ou qu'il soutient un objet. Elle est dirigée le long de la corde.
- Poussée / Traction
- Forces de contact où l'on pousse (éloigne) ou tire (rapproche) un objet.
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