Forces, Newton's laws and moments · Forces, lois de Newton et moments
| English | Français |
|---|---|
| force/fɔːs/ | travail |
| friction/ˈfrɪkʃn/ | frottement |
| extension/ekˈstenʃn/ | extension |
| limit of proportionality/ˈlɪmɪt ɒv prəˌpɔːʃəˈnælɪti/ | limite de proportionnalité |
| spring constant/sprɪŋ ˈkɒnstənt/ | constante de raideur |
| resultant force/rɪˈzʌltənt fɔːs/ | force résultante |
| drag/dræɡ/ | traînée |
| moment/ˈməʊmənt/ | donné |
| pivot/ˈpɪvət/ | pivot |
| equilibrium/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | équilibre |
| centre of gravity/ˈsentə ɒv ˈɡrævɪti/ | centre de gravité |
Pushes and pulls
- A force 力 is a push or a pull.
- A force can change an object's shape, its speed, or its direction.
- This lesson covers stretching, Newton's laws, friction 摩擦力, turning effects, and balance.
Poussées et tirages
- Une force 力 est une poussée ou un tirage.
- Une force peut changer la forme d'un objet, sa vitesse, ou sa direction.
- Cette leçon couvre l'étirement, les lois de Newton, le frottement 摩擦力, les effets de rotation et l'équilibre.
Stretching: Hooke's law
- Hang a load on a spring and it stretches. The stretch is the extension 伸长量.
- On a load–extension graph the line is straight at first: extension is proportional to load.
- The point where it stops being straight is the limit of proportionality 比例极限.
- The spring constant 弹簧常数 is the force per unit extension:
- A large $k$ means a stiff spring.
Étirement : loi de Hooke
- Accrocher une charge à un ressort la fait s'étirer. L'étirement est l'extension 伸长量.
- Sur un graphique charge–extension, la ligne est droite au début : l'extension est proportionnelle à la charge.
- Le point où elle n'est plus droite est la limite de proportionnalité 比例极限.
- La constante de raideur 弹簧常数 est la force par unité d'extension :
- Un grand $k$ signifie un ressort rigide.
Forces & Newton's laws · Forces & lois de Newton
F = ma (resultant) · F = ma (résultante)
The · Le resultant force sets the acceleration; balanced forces ⇒ none. · La force résultante impose l'accélération ; des forces équilibrées ⇒ aucune accélération.
A force of $8.0\ \text{N}$ stretches a spring by $0.040\ \text{m}$ (within the limit of proportionality). What is the spring constant, in N/m? · Une force de $8.0\ \text{N}$ étire un ressort de $0.040\ \text{m}$ (dans la limite de proportionnalité). Quelle est la raideur du ressort, en N/m ?
$k = \dfrac{F}{x} = \dfrac{8.0}{0.040} = 200\ \text{N/m}$.
Resultant force 合力 and Newton's laws
- Add forces along a line to get the resultant force (one way positive, the other negative).
- If the resultant force is zero: the object stays at rest, or keeps moving at constant velocity (Newton's first law).
- If the resultant force is not zero: the object accelerates in the direction of the force:
- Every force comes in a pair: if A pushes B, then B pushes back on A with an equal, opposite force (Newton's third law).
Force résultante 合力 et lois de Newton
- Additionner les forces le long d'une ligne donne la force résultante (un sens positif, l'autre négatif).
- Si la force résultante est nulle : l'objet reste au repos ou continue de se déplacer à vitesse constante (première loi de Newton).
- Si la force résultante n'est pas nulle : l'objet accélère dans la direction de la force :
- Toute force vient par paire : si A pousse B, alors B repousse A avec une force égale et opposée (troisième loi de Newton).
The resultant force on a moving car is zero. What does the car do? · La force résultante sur une voiture en mouvement est nulle. Que fait la voiture ?
Newton's first law: with zero resultant force, an object keeps moving at constant velocity (or stays at rest). · Première loi de Newton : avec une force résultante nulle, un objet continue de se déplacer à vitesse constante (ou reste au repos).
A resultant force of $6.0\ \text{N}$ acts on a $2.0\ \text{kg}$ trolley. What is its acceleration, in m/s²? · Une force résultante de $6.0\ \text{N}$ agit sur un chariot de $2.0\ \text{kg}$. Quelle est son accélération, en m/s² ?
$F = ma$, so $a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{6.0}{2.0} = 3.0\ \text{m/s}^2$. · $F = ma$, donc $a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{6.0}{2.0} = 3.0\ \text{m/s}^2$.
Friction
- Friction is the force between two surfaces that touch.
- It always acts against the motion, and it makes surfaces heat up.
- Drag 阻力 (friction in a liquid or gas, like air resistance) slows objects down in the same way.
The four forces on a box pushed along the ground
Frottement
- Le frottement est la force entre deux surfaces en contact.
- Il agit toujours contre le mouvement et chauffe les surfaces.
- Le traînée 阻力 (frottement dans un liquide ou un gaz, comme la résistance de l'air) ralentit les objets de la même manière.
Les quatre forces agissant sur une boîte poussée sur le sol
Moments 力矩 — the turning effect
- The moment of a force is its turning effect about a pivot 支点:
- The unit is the newton metre (N m).
- Principle of moments: when something is balanced, total clockwise moment = total anticlockwise moment.
- An object is in equilibrium 平衡 when there is no resultant force and no resultant moment.
Moments 力矩 — effet de rotation
- Le moment d'une force est son effet de rotation autour d'un pivot 支点 :
- L'unité est le newton-mètre (N m).
- Principe des moments : quand quelque chose est équilibré, le moment horaire total = moment antihoraire total.
- Un objet est en équilibre 平衡 lorsqu'il n'y a ni force résultante ni moment résultant.
A spanner is pushed with $20\ \text{N}$ at a perpendicular distance of $0.50\ \text{m}$ from the bolt. What is the moment, in N m? · Une clé est poussée avec $20\ \text{N}$ à une distance perpendiculaire de $0.50\ \text{m}$ du boulon. Quel est le moment, en N m ?
moment = force × perpendicular distance = $20 \times 0.50 = 10\ \text{N m}$. · moment = force × distance perpendiculaire = $20 \times 0.50 = 10\ \text{N m}$.
A see-saw balances. On the left, a $30\ \text{N}$ weight sits $0.20\ \text{m}$ from the pivot. On the right, a weight sits $0.60\ \text{m}$ from the pivot. What is the right-hand weight, in N? · Un balancier est en équilibre. À gauche, un poids de $30\ \text{N}$ est placé à $0.20\ \text{m}$ du pivot. À droite, un poids est placé à $0.60\ \text{m}$ du pivot. Quel est le poids de droite, en N ?
Balanced ⇒ clockwise = anticlockwise: $30 \times 0.20 = F \times 0.60$, so $F = \dfrac{6.0}{0.60} = 10\ \text{N}$. · Équilibré ⇒ horaire = antihoraire : $30 \times 0.20 = F \times 0.60$, donc $F = \dfrac{6.0}{0.60} = 10\ \text{N}$.
Match each idea to what it says. · Reliez chaque idée à ce qu'elle dit.
Each item links the term to its correct meaning. · Chaque élément relie le terme à sa signification correcte.
Centre of gravity 重心 and stability
- The centre of gravity is the single point where all the weight seems to act.
- An object is more stable when its centre of gravity is low and its base is wide.
- It tips over when the centre of gravity passes outside the base.
Centre de gravité 重心 et stabilité
- Le centre de gravité est le point unique où toute la weight semble agir.
- Un objet est plus stable lorsque son centre de gravité est bas et sa base large.
- Il bascule lorsque le centre de gravité passe hors de la base.
Which object is the most stable (hardest to tip over)? · Quel objet est le plus stable (le plus difficile à renverser) ?
A low centre of gravity and a wide base make an object stable. The tall, thin shapes tip over easily. · Un centre de gravité bas et une base large rendent un objet stable. Les formes hautes et fines basculent facilement.
You've got it
- spring constant $k = \dfrac{F}{x}$, straight up to the limit of proportionality
- resultant zero → constant velocity; resultant force $F = ma$
- moment = force × perpendicular distance; balanced ⇒ clockwise = anticlockwise moments
- stable = low centre of gravity + wide base
Vous avez compris
- spring constant $k = \dfrac{F}{x}$, droite jusqu'à la limite de proportionnalité
- resultant zero → constant velocity; resultant force $F = ma$
- moment = force × distance perpendiculaire ; balanced ⇒ clockwise = anticlockwise moments
- stable = low centre of gravity + wide base