Introduction
Jusqu'à présent nous nous sommes intéressés à la modélisation des performances cinématiques des systèmes de solides indéformables. C'est-à-dire que nous avons étudié les mouvements de ces systèmes de solides, considérés comme non déformables, sans nous intéresser aux phénomènes les ayant causés.
On associe en général le terme de « force » à ces phénomènes ayant comme conséquence physique une modification de la vitesse d'un corps (variation de norme ou de direction). Dans le cadre plus général de la mécanique, un effort peut aussi être responsable de la déformation du corps auquel il est appliqué, mais l'étude de ce phénomène sort du cadre de l'enseignement de la mécanique en CPGE (seule la mécanique des solides indéformables est au programme de SII).
Nous allons ici nous attacher à la mise en équation du lien entre les forces appliquées à un solide et le déplacement qui en résulte. Il va donc être préalablement nécessaire de chercher à associer un modèle mathématique à ce concept de force. Dans le cadre du cours de mécanique, nous préférerons d'ailleurs l'utilisation du terme « action mécanique » à celui de « force ». Les actions mécaniques appliquées à un ensemble matériel (E) peuvent être de deux types :
Actions mécaniques de contact (actions de pression, contact entre deux solides). Ces dernières peuvent être ponctuelles, linéiques ou surfaciques, en fonction de la géométrie de la zone de contact.
Actions mécaniques à distance (actions magnétiques, de pesanteur). On parle alors d'actions mécaniques volumiques, c'est-à-dire qu'elles s'exercent sur chaque élément de volume du système matériel, sous forme d'une action mécanique élémentaire.