Un objet repose sur une table, Bilan des forces : il y a en a 4 !

[Gershon09]

Voilà une chose qui me gène beaucoup.

Un objet repose sur une table, quel est le bilan des forces ?

1.) La terre attire cet objet vers son centre, c'est le poids: F1
2.) Du fait du poids, la table réagit en tant que support avec une "force de réaction" (c'est une action réciproque) opposée au poids: F2
3.) L'objet attire la terre à lui (attraction gravitationnelle de l'objet sur la terre, cette force est la force réciproque du poids): F3
4.) parce que la terre se presse sur l'objet par la force F3, l'objet réagit avec une force de réaction parfaitement opposée. F4

Les forces 3.) & 4.) n'apparaissent dans aucun livre de méca de base.
Quelle est mon erreur ????

Cela est problématique quand on calcule la force de pression qui existe entre la table et l'objet. La pression devrait être P = 4*F/S
(F1, F2, F3 et F4 sont toutes égales en intensité), pourtant on apprend bien que c'est P = F/S
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[f6bes]

BONJOUR pour commençer.
La terre attire l'objet.....et la table .
Es ce qu'on te demande de prendre en compte les 4 forces que tu désignent ou....SEULEMENT. l'action de l'objet vis à vis
de la ,table.
Faut pas rendre complexe un probléme qui ne l'est peut etre pas.
Bonne journée

[Gershon09]

Bonjour f6bes, et Merci !

Sans la table c'est la même chose, l'objet repose par terre, attire à soi la terre et inversement, et il en résulte deux forces de réactions des surfaces.
Pourquoi faudrait-il prendre seulement le poids et la réaction du support. La terre en "se pressant sur l'objet" crée aussi une force.

Comme je l'ai bêtement oublié dans mon premier message: BONJOUR A TOUS !

[gts2]

Bonjour,

1.) La terre attire cet objet vers son centre, c'est le poids: F1
3.) L'objet attire la terre à lui (attraction gravitationnelle de l'objet sur la terre, cette force est la force réciproque du poids): F3

1 est l'action de la terre sur l'objet donc est une force appliquée à l'objet
3 est l'action de l'objet sur la terre donc est une force appliquée à la Terre

Il n'y a donc que deux forces qui agissent sur l'objet : 1 et 2.
4 n'existe pas puisque l'objet est en contact avec la table, pas avec la terre.

La force de pression c'est l'action de la table sur l'objet donc la 2

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

Je donne des explications différentes, mais tout aussi justes, ça peut aider à la compréhension.

3.) L'objet attire la terre à lui (attraction gravitationnelle de l'objet sur la terre, cette force est la force réciproque du poids): F3

Vous le dites implicitement, c'est la Terre qui subit cette force, pas l'objet. Donc elle n'intervient pas dans le bilan des forces subies par l'objet.

4.) parce que la terre se presse sur l'objet par la force F3, l'objet réagit avec une force de réaction parfaitement opposée. F4

Là, je ne vois pas ce que cette force peut être, à part la force 1, déjà prise en compte.

[Gershon09]

Merci de vos réponses.
Tout le monde est ok avec les forces 1 & 2.
L'objet crée la force d'attraction sur la terre vers lui, c'est donc une force subit par la terre, vous avez raison. Seulement, la terre est en contact avec l'objet (oublions la table, l'objet est sur le sol), cette force F3 s'exerce donc sur la surface de l'objet. exactement de la même façon que le poids s'exerce sur le sol et que par conséquent le sol réagit.

Si vous faite un schéma d'un objet reposant sur la terre, vous écrivez les forces F1 et F2.
Retournez votre schéma (mettez le de bas en haut), considérez que la terre repose sur l'objet et vous obtenez les forces F3 et F4.

Je comprends bien que je dois avoir tort, mais j'ai besoin d'éclaircir ça

[gts2]

Le système ayant changé (il n'y a plus de table), il faudrait redéfinir exactement ce que vous appelez F1 F2 F3 F4

Ce n'est pas parce que vous tournez une figure que cela change les forces, si dans la position de référence il y a F1 et F2, que vous tourniez la figure de pi/2, pi ou autre, les forces seront toujours F1 ou F2.

[Gershon09]

gts2

    Re : Un objet repose sur une table, Bilan des forces : il y a en a 4 !
    Le système ayant changé (il n'y a plus de table), il faudrait redéfinir exactement ce que vous appelez F1 F2 F3 F4

    Ce n'est pas parce que vous tournez une figure que cela change les forces, si dans la position de référence il y a F1 et F2, que vous tourniez la figure de pi/2, pi ou autre, les forces seront toujours F1 ou F2. 

Merci gts2, je voulais dire que le problème est complètement symétrique.

Un objet repose sur le sol de la terre:
F1 = le poids de l'objet qui s'exerce sur la surface de la terre.
F2 = le sol (= une surface) réagit par rapport à F1 (c'est la réaction du support "sol")
F3 = le poids de la terre, qui s'exerce sur la surface de l'objet
F4 = la surface de l'objet réagit par rapport à F3 (c'est la réaction du support "surface de l'objet l")

[gts2]

Donc ce n'est pas un problème de figure, mais un problème de système :
Si vous prenez comme système l'objet c'est F1 F2
Si vous prenez comme système la terre c'est F3 F4
F3 je dirai plutôt l'attraction gravitationnelle de l'objet sur la terre

[ThM55]

Oui, il y a deux corps: l'objet et la terre. Chacun est en effet soumis à deux forces qui se compensent: l'attraction et la force de réaction. Ils restent donc immobiles s'ils le sont à l'instant initial dans un repère commun. C'est tout à fait correct.

Pour la pression, il n'est pas question d'additionner toutes les forces. En effet, on peut mesurer cette pression en intercalant par exemple un piston rempli de gaz à une température fixe, maintenue constante, entre l'objet et la terre. Il est étanche, donc la quantité de molécules de gaz est fixée et il a un volume initiale (avant insertion, à pression atmosphérique) connu. Disons que la masse de ce piston est négligeable par rapport aux autres masses. Il a une partie mobile étanche sur sa face supérieure en contact avec l'objet. Comme il est comprimé quand on l'intercale, cette partie mobile descend, son volume diminue et la pression du gaz augmente jusqu'à devenir stationnaire quand tout s'équilibre. La différence de pression du gaz par rapport à la pression atmosphérique correspond à ce qu'on appelle la pression causée par le poids de l'objet. Comment faites-vous pour prédire cette pression? La pression doit s'ajuster pour que les molécules du gaz produisent la force F2, qui est la force de réaction au poids de l'objet. La pression est donc F2/S = F1/S.

[Gershon09]

4
gts2

    Donc ce n'est pas un problème de figure, mais un problème de système :
    Si vous prenez comme système l'objet c'est F1 F2
    Si vous prenez comme système la terre c'est F3 F4

Pourtant F3 s'applique directement sur l'objet. F3 est exactement le même vecteur que F2, mais ils viennent d'actions différentes.

[ThM55]

Non, F3 est une force appliquée à la terre, pas à l'objet.

La raison pour laquelle F3 et F4 sont rarement mentionnées, c'est qu'on utilise un modèle où la terre n'a pas de dynamique. Sa masse étant tellement grande que pour les problèmes de dynamique usuels on peut supposer que son accélération est négligeable. Dans certains cas, en particulier quand on analyse des bilans d'énergie dans deux référentiels distincts, on est obligés d'en tenir compte. Mais pour des problèmes de statique dans un référentiel fixe, on peut en général l'ignorer.

[Gershon09]

ThM55

    Non, F3 est une force appliquée à la terre, pas à l'objet.

Je crois que je commence à comprendre.

Mais c'est bizarre:

La terre exerce une force sur l'objet => l'objet "pèse" sur le sol => le sol réagit avec une force de réaction qui s'exerce sur l'objet.

Si j'étais concerné par le système terre, je devrais considéré le poids de l'objet qui pèse dessus et déforme le sol, c'est ça qui me chagrine.

note: je ne répondrai que ce soir si vous me répondez, j'ai du boulot.
Merci à tous.

[f6bes]

[HTML]T

Mais c'est bizarre:

La terre exerce une force sur l'objet => l'objet "pèse" sur le sol => le sol réagit avec une force de réaction qui s'exerce sur l'objet.

Si j'étais concerné par le système terre, je devrais considéré le poids de l'objet qui pèse dessus et déforme le sol, c'est ça qui me chagrine.

.

Remoi, Hum, Que l'objet laisse une empreinte....c'est évident !
Lorsque je marche dans du sable...je laisse une empreinte...VISIBLE (dans bien des cas).
Donc l'objet (moi)...déforme le sol.
Sauf que dans certains cas...l'empeinte est ...invisible...tellement elle est ténu !!
Y a rien de" chagrineux" en cela. ( Dépend de l'état du support (terre) et du poids de l'objet !)
Bonne journée

[yaadno]

bonjour:

Un objet repose sur une table, quel est le bilan des forces ?

dit comme çà,c'est incomplet;
tu devrais commencer par:un objet repose en équilibre sur une table,elle même reposant sur le sol;
donc il s'agit d'un pb de statique (avec ses lois);
puis je cherche à étudier l'équilibre:de l'objet seul;de la table seule;de l'ensemble table+ objet;
-équilibre de l'objet:inventaire des forces>2 : poids de l'objet1 P1=m1xg et action table/objet appelée par ex Pt/1
conséquence....
_équilibre de la table :inv des F> 3 forces: poids de la table P2=m2g;action objet/table =-Pt/1 et action terre sur les piedsPT/p
conséquence...
-équilibre de l'ensemble table+objet: inv des forces/....je te laisse continuer sachant qu'ici l'action table/objet est une F intérieure au système et n'intervient pas dans l'inventaire;
quand tu veux étudier ce genre de pb commence par faire un dessin et donne une appellation aux composants,aux points de contacts...
cdlt

[ThM55]

Il ne faut pas oublier que dans le modèle de la statique classique, les forces ont un point d'application. Elles s'appliquent à quelque chose. Ce n'est pas parce que les vecteurs sont égaux que c'est la même force. Si on regarde quelle force un corps A exerce sur un corps B et réciproquement, il faut aussi préciser sur quel corps chaque force s'applique. Ainsi, si on considère l'objet posé par terre, il subit deux forces: la pesanteur et la réaction du sol sur elle. Cette dernière provient évidemment d'une déformation (par exemple élastique) du sol qui produit une force de rappel, mais on n'a pas besoin d'entrer dans ces détails dans le cadre du modèle, il suffit de postuler que l'objet est immobile, donc qu'il doit subir une réaction égale et opposée. L'objet ne subit aucune "troisième force" car dans ce cas il se mettrait en mouvement par la seconde loi de Newton.

On peut considérer les forces 3 et 4 mais elles s'appliquent à la terre et en général, surtout pour un problème de statique, on ignore car on postule que la terre reste immobile. Comme je l'ai mentionné, dans certains cas l'oubli de cette approximation peut entraîner des paradoxes apparents. Voir le problème bien connu de la variation d'énergie cinétique d'une voiture qui accélère, vue d'un référentiel lié à la terre et vue d'un référentiel où elle était au repos avant l'accélération.