1. Déformation:
* Déformation élastique: Lorsqu'une force est appliquée à un solide, elle peut se déformer élastiquement, ce qui signifie qu'elle revient à sa forme d'origine une fois la force supprimée. Cela est possible car les liaisons interatomiques dans le solide sont étirées ou compressées, mais pas cassées. La quantité de déformation est proportionnelle à la force appliquée (loi de Hooke).
* Déformation plastique: Si la force appliquée dépasse la limite élastique du solide, le matériau se déforme de façon permanente. Cela se produit parce que les liaisons interatomiques sont modifiées en permanence et que le solide ne revient pas à sa forme d'origine. Ceci est connu comme un rendement ou une déformation permanente.
* Fracture: Si la force appliquée est encore plus forte, elle peut provoquer la rupture ou la fracture du matériau. Cela se produit lorsque la force appliquée dépasse la résistance à la traction ultime du matériau.
2. Mouvement:
* Traduction: La force peut faire bouger un solide en ligne droite (traduction). L'accélération de l'objet est directement proportionnelle à la force appliquée et inversement proportionnelle à sa masse (deuxième loi de Newton).
* rotation: La force peut faire tourner un solide autour d'un axe. C'est ce qu'on appelle le couple, qui est le produit de la force et la distance perpendiculaire de l'axe de rotation.
3. Transfert d'énergie:
* travail: La force peut travailler sur une énergie solide et transférée. Les travaux sont définis comme la force appliquée multipliée par la distance déplacée dans le sens de la force. Cette énergie peut être stockée comme une énergie potentielle (par exemple, dans un ressort étiré) ou converti en énergie cinétique (par exemple, une boule de roulement).
* chaleur: La force peut provoquer un frottement interne dans une chaleur solide et générateurs. En effet, les molécules à l'intérieur du solide vibrent et entrent en collision les unes avec les autres, entraînant une augmentation de la température.
4. Changements d'état:
* Felting: Une force suffisamment forte peut surmonter les liaisons intermoléculaires tenant un solide ensemble, ce qui le fait fondre dans un liquide.
* sublimation: Dans des conditions spécifiques, la force peut provoquer un solide à se transformer directement en gaz, contournant l'état liquide.
Exemples:
* poussant une porte: Vous appliquez une force sur la poignée de la porte, ce qui la fait tourner et s'ouvrir.
* Étirer un élastique: Vous appliquez une force sur le caoutchouc, le faisant s'étirer élastiquement. Si vous appliquez trop de force, il se brisera (fracture).
* martelant un clou: Vous appliquez une force sur la tête du marteau, ce qui la fait accélérer et frapper l'ongle, la conduisant dans le bois.
* chauffer une tige métallique: L'application de la chaleur sur une tige métallique augmente les vibrations de ses molécules, ce qui la fait se développer.
En résumé, la force joue un rôle crucial dans le comportement des solides, influençant leur forme, leur mouvement, leur état énergétique et même leur phase. Les effets spécifiques dépendent des propriétés du solide, de l'amplitude et de la direction de la force et du temps sur lequel il est appliqué.
