Calcul de force
Ce calcul de force détermine selon F = m × a la force à partir de la masse d’un corps et de son accélération. Saisissez masse et accélération, et l’outil donne la force en newtons. Il utilise la deuxième loi de Newton, l’équation de base de presque tout problème de mécanique, vous n’avez donc rien à réarranger.
Résultats
L’outil « Calcul de force » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Mouvement & force. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.
Pourquoi faire un calcul de force
Une force change le mouvement d’un corps, et la formule la relie à la masse et à l’accélération. L’outil multiplie les deux pour la force en newtons. Plus le corps est lourd ou plus vous changez vite sa vitesse, plus il faut de force, c’est le cœur de la deuxième loi de Newton. L’équation est le point de départ des problèmes de poussée, de traction et d’accélération.
Formule du calcul de force
La formule est la deuxième loi de Newton, masse fois accélération :
m est la masse en kilogrammes, a l’accélération en mètres par seconde au carré et F la force en newtons. Un newton est la force qui accélère un kilogramme d’un mètre par seconde au carré. Comme F = m × a est un simple produit, une masse ou une accélération doublée double la force.
Exemple de calcul de force
Un corps de 10 kg accélère à 2 m/s² :
Une force résultante de 20 newtons produit donc cette accélération. Avec votre propre masse et accélération, l’outil donne la force.
Comment faire le calcul de force
Saisissez la masse du corps en kilogrammes et l’accélération en mètres par seconde au carré. L’outil applique F = m × a et donne la force en newtons. Pour la force nécessaire à soulever quelque chose contre la pesanteur, utilisez 9,81 m/s² comme accélération ; l’équation accepte toute accélération.
Interpréter le calcul de force
Le résultat est la force résultante, la force unique qui produirait l’accélération saisie. En pratique, plusieurs forces agissent en même temps, et leur somme, la force résultante, est ce qu’utilise la formule. Si frottement ou pesanteur s’opposent au mouvement, retirez-les d’abord. L’outil donne des newtons ; divisés par 9,81, ils donnent des kilogrammes-force si vous avez besoin d’une unité plus familière.
Quand faire un calcul de force
- Résoudre des problèmes de mécanique
- Déterminer la force pour accélérer une masse
- Vérifier des exercices de physique avec F = m × a
- Dimensionner un entraînement ou un moteur selon la force nécessaire
Erreurs fréquentes dans le calcul de force
- Utiliser la force appliquée au lieu de la résultante. La formule demande la force résultante ; retirez d’abord frottement et pesanteur.
- Mauvaises unités. Gardez la masse en kilogrammes et l’accélération en m/s².
- Confondre masse et poids. La masse est en kilogrammes ; le poids est une force, masse fois pesanteur.
Conseils pour le calcul de force
- Formez la force résultante avant d’appliquer la formule.
- Utilisez 9,81 m/s² pour le poids d’une masse.
- Restez en unités SI pour des newtons propres.
Pourquoi le calcul de force repose sur la deuxième loi de Newton
La formule F = m × a est l’un des énoncés les plus importants de la physique, car elle relie une cause, la force, à un effet, l’accélération. La deuxième loi de Newton, ou principe fondamental de la dynamique, dit que l’accélération d’un corps est proportionnelle à la force résultante et inversement proportionnelle à sa masse. Cette masse inverse explique pourquoi un corps léger accélère facilement et un lourd résiste : poussez un chariot de courses, un chariot vide bondit, un plein bouge à peine sous la même force. C’est pourquoi presque tout problème de mécanique commence par écrire F = m × a et résoudre pour l’inconnue. L’accélération elle-même, le calcul d’accélération la détermine.
Calcul de force résultante
La subtilité sur laquelle repose l’outil : F dans F = m × a est la force résultante, pas seulement la force appliquée. Les corps réels subissent plusieurs forces à la fois, votre poussée, la pesanteur vers le bas, la réaction normale vers le haut et le frottement contre le mouvement. Seule leur somme vectorielle fixe l’accélération. Si vous poussez une caisse avec 100 N et que le frottement retient avec 30 N, la force résultante vaut 70 N, et c’est elle que la formule utilise pour l’accélération. Bien former la force résultante, additionner les forces motrices et soustraire les forces opposées, fait de F = m × a une réponse juste.
Tableau de calcul de force selon masse et accélération
Force pour des couples masse et accélération courants :
| Masse | a = 2 m/s² | a = 5 m/s² | a = 9,8 m/s² (gravity) |
|---|---|---|---|
| 1 kg | 2 N | 5 N | 9,8 N |
| 10 kg | 20 N | 50 N | 98 N |
| 50 kg | 100 N | 250 N | 490 N |
| 100 kg | 200 N | 500 N | 980 N |
Questions fréquentes : Calcul de force
Quelle est la formule de la force ?
F = m × a, masse fois accélération, la deuxième loi de Newton. L’outil donne la force en newtons.
Quelle est l’unité de la force ?
Le newton (N). Un newton accélère un kilogramme d’un mètre par seconde au carré. Gardez la masse en kilogrammes et l’accélération en m/s².
Comment calculer le poids d’un corps ?
Avec a = 9,81 m/s², donc F = m × 9,81. C’est le poids en newtons ; une masse de 1 kg pèse environ 9,81 N.
Qu’est-ce que la force résultante ?
La somme de toutes les forces sur un corps. La formule utilise la force résultante, retirez donc d’abord frottement et autres forces opposées.