The Concept of a Force
Les influences mutuelles entre les corps, qui sont responsables des mouvements des corps, sont appelées forces. L'idée d'une force ne peut être conçue qu'en référence à la conséquence de l'action de la force sur un corps matériel. L'action d'une force sur un corps peut se manifester de deux manières différentes, comme on peut le voir dans l'exemple suivant.
Considérons les deux situations illustrées dans la Fig. 1. Une masse repose sur un plan horizontal lisse. En (a) elle est libre de se déplacer vers la gauche ou vers la droite, tandis qu'en (b) elle est contrainte de sorte qu'elle ne peut pas se déplacer vers la gauche. Nous appliquons maintenant la force comme indiqué et notons les résultats dans chaque cas. En (a), la masse acquiert une accélération égale à la force divisée par la masse, mais en (b), la force active est opposée par une force réactive , de telle sorte que et l'équilibre du système en résulte. Ainsi, dans le cas (a), l'effet de la force a été de changer le mouvement de la masse, tandis que dans le cas (b), l'effet de la force a été d'établir une force réactive qui maintient le système en équilibre. L'effet des deux forces et dans le cas (b) sur tout corps réel serait de provoquer une déformation du corps, dans ce cas une compression. Nous pouvons donc dire qu'il y a deux effets de l'action d'une force sur un corps matériel : un effet moteur et un effet de déformation.
L'un ou l'autre de ces effets pourrait être utilisé pour définir et mesurer une force, et en pratique les deux le sont. Une méthode courante pour mesurer l'intensité d'une force consiste à mesurer la déformation que la force provoquera dans un dynamomètre à ressort étalonné. Cette méthode utilise clairement l'effet de déformation de la force, puisque le système dans son ensemble est en équilibre.
Il est également habituel de définir et de mesurer une force au moyen de ses effets moteurs. La relation entre la force exercée sur un corps et le mouvement qui en résulte est donnée par les lois de Newton, qui peuvent être considérées comme une définition d'une force. Pour notre objectif actuel en statique, cependant, nous n'avons besoin que de souligner cet aspect d'une force que nous impliquons lorsque nous disons « une force est une poussée ou une traction », et qui est ainsi directement lié à notre sens musculaire.
Pour spécifier complètement l'action d'une force sur un corps, l'intensité, la direction et le point d'application de la force doivent être donnés. Une force peut ainsi être représentée par un vecteur qui donne l'intensité et la direction de la force et qui indique, par sa position, la ligne d'action et le point d'application de la force.