Représenter une force par un vecteur

Pourquoi un simple nombre ne suffit pas

Pour décrire complètement une force, il ne suffit pas de dire "il y a une force de 10 newtons". Il faut aussi préciser :

• son point d'application (à quel endroit elle s'exerce),
• sa direction (la droite le long de laquelle elle agit),
• son sens (vers où elle pousse ou tire),
• sa valeur (son intensité, en newtons, symbole N).

C'est pour cela qu'on représente une force par une flèche, appelée vecteur force.

Le vecteur force

Un vecteur force se note avec une flèche au-dessus d'une lettre, par exemple F (vecteur F). Sur un schéma :

• l'origine de la flèche = le point d'application,
• la droite qui porte la flèche = la direction,
• la flèche elle-même = le sens,
• la longueur de la flèche = la valeur (avec une échelle choisie à l'avance).

Exemple avec une échelle

Si on choisit l'échelle 1 cm -> 5 N, alors une force de 20 N sera représentée par une flèche de 4 cm de long (20 / 5 = 4).

Force	Longueur de la flèche (échelle 1 cm -> 5 N)
10 N	2 cm
25 N	5 cm
40 N	8 cm

L'unité de force : le newton

L'intensité d'une force se mesure en newtons, noté N, en hommage au physicien Isaac Newton. On la mesure avec un appareil appelé dynamomètre.

Piège classique à éviter

Une erreur fréquente est d'oublier un des quatre éléments du vecteur (point d'application, direction, sens, valeur) en dessinant une force. Une flèche sans échelle précisée, ou mal placée sur l'objet, ne décrit pas correctement la force. Pense aussi à ne jamais confondre la longueur du trait avec l'intensité réelle en newtons : c'est l'échelle qui fait le lien entre les deux.