Forces exercées par un support et par un fil : cas statiques

La force exercée par un support

Lorsqu'un objet repose sur un support (table, sol, plan incliné), ce support exerce sur lui une force de contact, perpendiculaire à la surface de contact et dirigée vers l'objet, qui empêche celui-ci de s'enfoncer dans le support.

La force exercée par un fil

Lorsqu'un objet est suspendu à un fil, celui-ci exerce sur lui une force appelée tension, dirigée le long du fil et orientée vers le point d'attache du fil.

Un fil ne peut exercer qu'une force de traction : il peut tirer un objet vers son point d'attache, mais ne peut jamais le pousser.

Représenter les forces dans un cas statique simple

Pour un objet immobile posé sur une table horizontale, deux forces s'exercent sur lui : son poids, vertical vers le bas, et la force exercée par la table, verticale vers le haut. Ces deux forces, appliquées sur le même objet, ont la même norme et se compensent, ce qui explique l'immobilité de l'objet.

Pour un objet immobile suspendu à un fil vertical, le poids (vers le bas) et la tension du fil (vers le haut) se compensent de la même façon.

Ne pas confondre compensation et principe des actions réciproques

La compensation de deux forces appliquées sur un même objet immobile est un phénomène différent du principe des actions réciproques, qui relie deux forces appliquées sur deux systèmes différents.

Le poids d'un objet posé sur une table et la force exercée par la table sur cet objet peuvent se compenser (même système, objet immobile), tandis que la force exercée par l'objet sur la table et la force exercée par la table sur l'objet forment, elles, une paire de forces réciproques (deux systèmes différents).

L'essentiel

La force exercée par un support est perpendiculaire à la surface de contact, dirigée vers l'objet.
La tension d'un fil est dirigée le long du fil, vers le point d'attache ; un fil ne peut que tirer.
Pour un objet immobile, les forces qui s'exercent sur lui se compensent.
Piège classique : ne pas confondre la compensation de deux forces sur un même objet immobile avec le principe des actions réciproques, qui concerne toujours deux systèmes différents.

Modéliser et quantifier une force