Physique-chimie · 4e
Interactions et forces : exercices corrigés de 4e
Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Une interaction met en jeu deux objets ; elle peut être de contact ou à distance 4.
- On modélise une interaction par une force 4.
- Une force se décrit par un point d'application, une direction, un sens et une valeur 3.
- Piège classique : croire qu'un objet en mouvement subit toujours une force dans le sens de son déplacement 2.
- Méthode : nommer l'objet étudié, lister ce avec quoi il interagit, classer chaque action, puis décrire la force.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices vont du plus simple au plus délicat. Cherche d'abord seul(e), avec une feuille. Ouvre un indice seulement si tu bloques, puis compare ta réponse à la correction, étape par étape.
Les exercices
Exercice 1 Contact ou distance ?
Classe chaque situation selon que l'interaction est de contact ou à distance :
a) un livre posé sur une table ; b) une pomme qui tombe d'un arbre, attirée par la Terre ; c) un élève qui pousse une porte ; d) un aimant qui attire un clou sans le toucher.
Indice 1
Demande-toi : les deux objets se touchent-ils pendant l'action ?
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Situation a) : le livre touche la table, donc l'interaction entre le livre et la table est de contact.
Situation b) : la Terre attire la pomme sans la toucher quand elle tombe. L'attraction exercée par la Terre est une interaction à distance 2.
Situation c) : la main touche la porte, donc l'interaction est de contact.
Situation d) : l'aimant et le clou ne se touchent pas, donc l'interaction est à distance.
Le critère est simple : si les deux objets se touchent, l'interaction est de contact, sinon elle est à distance 4.
Exercice 2 Les acteurs d'une balle posée
Une balle est posée sur le sol d'un gymnase, immobile. Avec quels objets interagit-elle ? Pour chaque interaction, indique si elle est de contact ou à distance, puis écris la phrase « l'action de … sur … ».
Indice 1
Pense à ce qui la tient en bas et à ce qui l'attire.
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Objet étudié : la balle.
Première interaction : la Terre attire la balle. C'est une interaction à distance, l'action exercée par la Terre est une attraction 2.
Seconde interaction : le sol touche la balle et la soutient. C'est une interaction de contact, avec une action exercée par le sol 2.
Phrases : « l'action de la Terre sur la balle » (à distance) et « l'action du sol sur la balle » (contact).
Un objet immobile n'est pas un objet « sans interaction » : il en subit au moins deux ici, et elles se compensent.
Exercice 3 Les caractéristiques d'une force
Un élève pousse horizontalement, vers la droite, une caisse posée sur le sol. Il appuie ses mains au milieu de la face gauche de la caisse.
Pour la force modélisant l'action de l'élève sur la caisse, donne : le point d'application, la direction, le sens. Que manque-t-il pour la décrire entièrement ?
Indice 1
Une force se décrit avec quatre caractéristiques.
Indice 2
Rappelle-toi le nom de chacune.
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Une force se décrit par un point d'application, une direction, un sens et une valeur 3.
Point d'application : le milieu de la face gauche de la caisse, là où les mains appuient.
Direction : horizontale.
Sens : vers la droite.
Il manque la valeur de la force, que l'énoncé ne donne pas.
Pour décrire une force, aucune des quatre caractéristiques ne peut être oubliée, même quand l'énoncé n'en donne que trois.
Exercice 4 La balle lancée vers le haut
Léa lance une balle verticalement vers le haut. La balle est maintenant en l'air, à mi-hauteur de sa montée. On néglige l'air.
Léa affirme : « Puisque la balle monte, il y a une action vers le haut qui continue de s'exercer, celle de ma main. »
Combien d'interactions s'exercent sur la balle à cet instant ? Corrige l'affirmation de Léa.
Indice 1
La main touche-t-elle encore la balle ?
Indice 2
Avec quoi la balle interagit-elle, même sans contact ?
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Objet étudié : la balle, après qu'elle a quitté la main.
La main ne touche plus la balle : il n'y a plus d'interaction de contact avec elle. Penser que l'action de la main se poursuit à distance est une erreur courante 2.
La Terre continue d'attirer la balle : c'est une interaction à distance. On ne pense pas toujours à l'attraction terrestre quand l'objet monte 2.
Il reste donc une seule interaction : celle avec la Terre.
Correction de l'affirmation : le mouvement vers le haut ne demande pas une action vers le haut à cet instant. Seule l'attraction de la Terre s'exerce, bien que la balle monte.
La direction du mouvement ne dit pas quelles interactions existent. Il faut chercher les objets avec lesquels la balle interagit à cet instant 2.
Exercice 5 Deux balles, deux mouvements
Tom prend deux balles de tennis identiques. Depuis la même hauteur, il lâche la première sans vitesse et lance la seconde horizontalement. On néglige l'air. La première tombe tout droit, la seconde décrit une courbe. Tom conclut : « Les forces qui agissent sur les balles sont forcément différentes, puisque les mouvements sont différents. »
a) Quel type de raisonnement fait Tom ? b) Avec quel objet chaque balle interagit-elle pendant la chute ? c) Que peux-tu répondre à Tom ?
Indice 1
Tom relie directement le mouvement à la force.
Indice 2
Liste ce qui agit sur chaque balle pendant la chute.
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Tom associe une différence de mouvement à une différence de force. Cette idée, « les forces sont différentes puisque les mouvements le sont », est une conception répandue chez les élèves 2.
Pendant la chute, chacune des deux balles interagit avec la Terre, qui l'attire, à distance 2.
Les deux balles sont identiques et subissent la même et unique interaction : l'attraction de la Terre. Leurs trajectoires diffèrent parce qu'elles sont parties avec des vitesses différentes, pas parce que les forces sont différentes.
Réponse à Tom : pour comparer les forces, il faut identifier les interactions et leurs caractéristiques, pas partir de la trajectoire.
Le mouvement et les forces sont liés, mais on ne peut pas déduire les forces en lisant seulement la trajectoire.
Exercice 6 Le skieur tracté
Un skieur est tiré par une perche, horizontalement, vers la droite, sur une piste plane. Il glisse sur la neige.
a) Liste les objets avec lesquels le skieur interagit. b) Classe chaque interaction (contact ou distance). c) Pour l'action de la perche sur le skieur, donne ses caractéristiques connues (point d'application, direction, sens) en précisant ce que l'énoncé permet d'affirmer.
Indice 1
Pense à ce qui touche le skieur et à ce qui l'attire sans le toucher.
Indice 2
Pour c), relis ce que l'énoncé dit de la perche.
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Objet étudié : le skieur.
Interactions : avec la Terre, avec la neige, avec la perche.
La Terre attire le skieur sans le toucher : interaction à distance 2.
La neige et la perche touchent le skieur : interactions de contact 4.
Pour l'action de la perche : la direction est horizontale et le sens est vers la droite, d'après l'énoncé.
Le point d'application est l'endroit où la perche tient le skieur, et la valeur n'est pas donnée : on ne peut pas la préciser 3.
Un même objet peut subir des interactions de contact et des interactions à distance en même temps. Chacune se modélise par sa propre force.
Exercice 7 Corriger les idées reçues
Voici trois affirmations d'élèves sur une balle lancée vers le haut puis qui retombe :
- Alix : « À la montée, seule une action vers le haut s'exerce sur la balle. »
- Bilal : « Au sommet, la balle s'arrête, donc plus rien ne s'exerce sur elle. »
- Chloé : « À la descente, la Terre attire la balle, mais pas à la montée. »
Pour chaque affirmation, dis si elle est exacte ou fausse et justifie en parlant d'interactions. On néglige l'air.
Indice 1
Après le lancer, la balle ne touche plus la main.
Indice 2
L'attraction terrestre dépend-elle du sens du mouvement ?
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Alix a tort. Penser qu'un mouvement vers le haut exige une action vers le haut est une conception répandue 2. Après le lancer, la balle ne touche plus la main : la seule interaction est celle avec la Terre.
Bilal a tort. S'arrêter un instant ne fait pas disparaître l'interaction avec la Terre : elle continue d'attirer la balle.
Chloé a tort. Certains élèves ne pensent à l'attraction terrestre que pour un mouvement descendant 2. Elle s'exerce aussi pendant la montée.
Dans les trois cas, la bonne démarche est de lister les objets avec lesquels la balle interagit à l'instant considéré.
Ces trois erreurs ont la même origine : relier la force au mouvement, alors qu'elle dépend des interactions.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir si une interaction est de contact ou à distance ?
Pourquoi ne dit-on pas qu'il y a une force dans le sens du mouvement ?
Cette idée vient de l'expérience quotidienne, où les frottements freinent les objets, donc il faut pousser pour continuer 2. Mais le sens du mouvement ne dit pas quelles interactions existent. Il faut chercher les objets avec lesquels l'objet interagit, puis modéliser chaque interaction par une force 4.
Sources
Programme visé : Ressources d'accompagnement du programme de physique-chimie au cycle 4 · Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale
- Ressources d'accompagnement du programme de physique-chimie au cycle 4, Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 12 novembre 2026.
- Actions, interactions et modélisations - Ressource Éduscol, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
- Modélisation des interactions par les forces - Document Éduscol, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
- Interactions et forces - Ressources académiques, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
- Interaction forte, Wikipédia. Consulté le 12 novembre 2026.
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