Ressources · 4ᵉ · Physique
Interactions : actions mécaniques et forces
Actions mécaniques de contact ou à distance et leurs effets ; interaction ; diagramme objet-interaction ; force : point d’application, direction, sens et valeur en newtons ; dynamomètre ; représentation d’une force à l’échelle ; deux forces qui se compensent.
À propos de cette page
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Interactions : actions mécaniques et forces
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Physique 4ᵉ
Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Exercice 1 – Contact ou à distance ? ★★
(4 pts)Pour chaque action, indique si elle est de contact ou à distance ; pour une action à distance, précise s’il s’agit de gravitation, d’une action magnétique ou d’une action électrique.
- a)Un aimant attire une cuillère en acier posée à 1 cm de lui.
- b)Le sol soutient une armoire.
- c)La Terre attire un satellite.
- d)L’eau pousse un bouchon vers le haut.
Exercice 2 – Les caractéristiques d’une force ★★
(4 pts)Réponds à chaque question.
- a)Cite les quatre caractéristiques d’une force.
- b)Explique la différence entre la direction et le sens d’une force, avec un exemple.
- c)Une force de 42 N est représentée avec l’échelle « 1 cm pour 14 N ». Quelle est la longueur de la flèche ?
- d)Sur un autre schéma, une flèche de 3,6 cm est tracée à l’échelle « 1 cm pour 35 N ». Quelle est la valeur de la force ?
Exercice 3 – Conversions d’unités de force ★★
(4 pts)Convertis chaque valeur.
- a)0,085 kN = ……… N
- c)3,7 N = ……… mN
- b)1 450 mN = ……… N
- d)12 600 N = ……… kN
Exercice 4 – L’haltère tenu à bout de bras ★★★
(4 pts)Une haltérophile tient un haltère immobile au-dessus de sa tête, à deux mains. La Terre attire l’haltère avec une force de 500 N. On néglige l’action de l’air.
- a)Réalise le diagramme objet-interaction de l’haltère.
- b)Donne les quatre caractéristiques de la force exercée par l’haltérophile sur l’haltère. Justifie sa valeur.
- c)À l’échelle « 1 cm pour 200 N », quelle est la longueur de chacune des deux flèches ? D’où part chacune d’elles ?
- d)Le sol agit-il directement sur l’haltère ? Justifie.
Exercice 5 – Corriger des formulations d’élèves ★★★
(4 pts)Chaque phrase contient une erreur. Explique-la et corrige-la.
- a)« Le ballon possède une force qui s’épuise en roulant. »
- b)« La verticale est le sens de la force exercée par la Terre. »
- c)« La Lune n’agit pas sur la Terre : c’est seulement la Terre qui attire la Lune. »
- d)« J’ai mesuré une force de 80 N avec un dynamomètre de calibre 10 N. »
Bon courage !
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Interactions : actions mécaniques et forces
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Physique 4ᵉ
Exercice 1 – Contact ou à distance ? ★★
(4 pts)- a)Action à distance, magnétique : l’aimant ne touche pas la cuillère. (1)
- b)Action de contact : le sol touche l’armoire. (1)
- c)Action à distance : gravitation. (1)
- d)Action de contact : l’eau touche le bouchon. (1)
Le point clé — une seule question à se poser : les deux objets se touchent-ils ? L’eau et l’air agissent par contact.
Exercice 2 – Les caractéristiques d’une force ★★
(4 pts)- a)Point d’application, direction, sens et valeur. (1)
- b)La direction est la droite le long de laquelle agit la force (par exemple la verticale) ; le sens précise vers où elle agit sur cette droite (vers le haut ou vers le bas). (1)
- c)42 ÷ 14 = 3 cm. (1)
- d)3,6 × 35 = 126 N. (1)
Erreur fréquente — confondre direction (la droite) et sens (vers où sur cette droite).
Exercice 3 – Conversions d’unités de force ★★
(4 pts)- a)0,085 × 1 000 = 85 N. (1)
- b)1 450 ÷ 1 000 = 1,45 N. (1)
- c)3,7 × 1 000 = 3 700 mN. (1)
- d)12 600 ÷ 1 000 = 12,6 kN. (1)
Repère — 1 kN = 1 000 N et 1 N = 1 000 mN : vers une unité plus petite, le nombre grandit.
Exercice 4 – L’haltère tenu à bout de bras ★★★
(4 pts)- a)Haltère au centre ; l’haltérophile (ses mains) relié par un trait plein ; la Terre reliée par un trait pointillé. (1)
- b)Point d’application : les mains (zone de contact) ; direction : verticale ; sens : vers le haut ; valeur : 500 N, car l’haltère immobile subit deux forces qui se compensent. (1)
- c)500 ÷ 200 = 2,5 cm chacune ; celle de la Terre part du centre de l’haltère, celle de l’haltérophile part des mains. (1)
- d)Non : le sol ne touche pas l’haltère et n’agit pas à distance ; il agit sur les pieds de l’haltérophile. (1)
Le point clé — objet immobile soumis à deux forces : elles ont la même direction, des sens opposés et la même valeur.
Exercice 5 – Corriger des formulations d’élèves ★★★
(4 pts)- a)Une force n’est jamais contenue dans un objet : le ballon ralentit à cause des actions du sol et de l’air, qui le touchent. On dit « la force exercée par le sol sur le ballon ». (1)
- b)La verticale est une direction ; le sens, ici, est « vers le bas ». (1)
- c)Toute action est réciproque : si la Terre attire la Lune, la Lune attire aussi la Terre. C’est une interaction. (1)
- d)80 N dépasse largement le calibre : la mesure est impossible et le ressort serait déformé pour toujours. Il faut un dynamomètre de calibre supérieur à 80 N. (1)
Erreur fréquente — parler de la force « d’un objet » : une force est toujours exercée par un objet sur un autre.
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Ce contrôle de physique 4ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Interactions : actions mécaniques et forces » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Contact ou à distance ? ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Les caractéristiques d’une force ★★/ 4 pts
- Exercice 3 — Conversions d’unités de force ★★/ 4 pts
- Exercice 4 — L’haltère tenu à bout de bras ★★★/ 4 pts
- Exercice 5 — Corriger des formulations d’élèves ★★★/ 4 pts
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
Voir tous les contrôles de physique 4ᵉ · tous les devoirs surveillés corrigés
Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Interactions : actions mécaniques et forces » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de quatrième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Interactions : actions mécaniques et forces » du programme officiel de physique en quatrième.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs