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Physique-chimie · 4e

Représenter une force : exercices corrigés de 4e

Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Pour décrire une force, il faut donner son point d'application, sa direction, son sens et sa valeur.1
  • On la représente par un segment fléché.6
  • Une force modélise une interaction, de contact ou à distance.1
  • Le dynamomètre mesure la valeur d'une force.2
  • Le poids s'exprime par P = m × g.5

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices t'entraînent à représenter une force, du plus simple au plus délicat. Cherche d'abord seul(e), sur ton cahier, puis ouvre les indices, et enfin la correction. Compare chaque étape de ta démarche avec la correction : l'important n'est pas seulement le résultat, mais le chemin.

Les exercices

Exercice 1 Les quatre caractéristiques d'une force

★☆☆Environ 5 min

Un livre est posé sur une table. La Terre exerce sur lui une force, son poids. Cette force s'applique au centre du livre, elle est verticale et dirigée vers le bas.

Quelles sont les caractéristiques de cette force ? Dis lesquelles sont connues ici et laquelle manque encore pour la représenter complètement.

Indice 1

Il y a quatre caractéristiques à retrouver.1

Indice 2

Relis l'énoncé : combien de caractéristiques y sont indiquées ?

Voir la correction pas à pas

  1. Point d'application : le centre du livre.

  2. Direction : verticale.

  3. Sens : vers le bas.

  4. Valeur : elle n'est pas donnée dans l'énoncé. Sans elle, on ne peut pas choisir la longueur de la flèche : il manque donc la valeur.

Pour représenter une force, on a besoin de ses quatre caractéristiques.1 Ici, trois sont données ; la valeur manque.

Exercice 2 Contact ou à distance ?

★☆☆Environ 5 min

Pour chaque situation, indique si l'interaction est de contact ou à distance :

a) une raquette frappe une balle ; b) la Terre attire une pomme qui tombe de l'arbre ; c) un élève pousse un chariot ; d) un ressort tire sur une masse accrochée à son extrémité.

Indice 1

Demande-toi si les deux objets se touchent pendant l'interaction.1

Voir la correction pas à pas

  1. a) La raquette touche la balle : interaction de contact.

  2. b) La Terre n'est pas en contact avec la pomme qui tombe : interaction à distance.

  3. c) L'élève touche le chariot : contact.

  4. d) Le ressort est accroché à la masse : contact.

Les interactions sont de contact ou à distance.1 On les modélise ensuite par des forces, que l'on dessine chacune par une flèche.

Exercice 3 Calculer la longueur d'une flèche

★☆☆Environ 6 min

Une force a pour valeur 6 N. On choisit l'échelle : 1 cm représente 2 N.

Quelle longueur, en cm, doit avoir la flèche qui représente cette force ?

Indice 1

Combien de fois 2 N entre-t-il dans 6 N ?

Indice 2

Chaque tranche de 2 N donne 1 cm de flèche.

Voir la correction pas à pas

  1. On repère l'échelle : 1 cm pour 2 N.

  2. On calcule le nombre de tranches de 2 N dans 6 N : 6÷2=36 \div 2 = 3.

  3. Chaque tranche vaut 1 cm, donc la flèche mesure 3 cm.

La flèche mesure 3 cm. On vérifie : 3 cm × 2 N par cm = 6 N, on retrouve la valeur de départ.

Exercice 4 Retrouver la valeur depuis le dessin

★★☆Environ 6 min

Sur un schéma, une force est représentée par une flèche de 4,5 cm. L'échelle indiquée est : 1 cm représente 10 N.

Quelle est la valeur de cette force, en newtons ?

Indice 1

C'est l'opération inverse de l'exercice précédent : on multiplie.

Indice 2

Valeur = longueur × valeur d'1 cm.

Voir la correction pas à pas

  1. On lit la longueur : 4,5 cm.

  2. On lit l'échelle : 1 cm pour 10 N.

  3. On multiplie : 4,5×10=454{,}5 \times 10 = 45.

  4. La force a pour valeur 45 N.

La valeur de la force est 45 N. La longueur de la flèche et la valeur sont proportionnelles, l'échelle sert de passage de l'une à l'autre.

Exercice 5 Choisir l'échelle

★★☆Environ 6 min

On veut représenter une force de valeur 15 N par une flèche de 3 cm.

Quelle échelle faut-il choisir ? Donne la valeur, en N, que représente 1 cm.

Indice 1

Cherche la valeur représentée par 1 cm : divise la valeur de la force par la longueur.

Indice 2

Vérifie ensuite : 3 cm × ta réponse doit donner 15 N.

Voir la correction pas à pas

  1. La flèche de 3 cm représente 15 N.

  2. Pour 1 cm, on divise : 15÷3=515 \div 3 = 5.

  3. L'échelle est donc : 1 cm pour 5 N.

  4. Vérification : 3×5=153 \times 5 = 15 N, c'est cohérent.

L'échelle est 1 cm pour 5 N. Une bonne échelle donne une flèche ni trop petite, ni trop grande pour la feuille.

Exercice 6 Le poids d'un sac

★★☆Environ 8 min

Un sac a une masse de 3 kg. On donne g=10g = 10 N/kg. L'échelle est : 1 cm pour 10 N.

  1. Calcule la valeur de son poids.
  2. Calcule la longueur de la flèche représentant le poids.
  3. Donne les quatre caractéristiques de cette force, le sac étant posé au sol et son point d'application étant en son centre.

La valeur numérique attendue est celle de la question 1.

Indice 1

Utilise la relation entre poids, masse et g.5

Indice 2

Le poids est vertical et dirigé vers le bas, vers la Terre.

Voir la correction pas à pas

  1. Relation : P=m×gP = m \times g.5

  2. Calcul : P=3×10=30P = 3 \times 10 = 30 N.

  3. Longueur de la flèche : 30÷10=330 \div 10 = 3 cm.

  4. Caractéristiques : point d'application au centre du sac, direction verticale, sens vers le bas, valeur 30 N.

Le poids du sac vaut 30 N, représenté par une flèche verticale de 3 cm dirigée vers le bas.

Exercice 7 Représenter le poids d'un cartable

★★★Environ 10 min

Un cartable a une masse de 2,5 kg. On donne g=10g = 10 N/kg. On choisit l'échelle : 1 cm pour 5 N.

Quelle longueur, en cm, doit avoir la flèche du poids du cartable ? Détaille le raisonnement, puis décris le tracé.

Indice 1

Commence par calculer le poids, puis utilise l'échelle.

Indice 2

Deux calculs à la suite : d'abord P, puis la longueur.

Voir la correction pas à pas

  1. Calcul du poids : P=m×g=2,5×10=25P = m \times g = 2{,}5 \times 10 = 25 N.5

  2. Application de l'échelle : 25÷5=525 \div 5 = 5 cm.

  3. Tracé : on place le point d'application au centre du cartable, on trace une droite verticale, puis une flèche de 5 cm dirigée vers le bas.

  4. On écrit le nom de la force, par exemple « poids du cartable ».

La flèche mesure 5 cm. Si tu avais choisi 1 cm pour 10 N, elle aurait mesuré 2,5 cm : l'échelle change le dessin, pas la force.

Exercice 8 Repérer l'erreur sur un schéma

★★★Environ 8 min

Léa représente le poids d'une boîte de 2 kg, avec g=10g = 10 N/kg et une échelle de 1 cm pour 5 N. Elle dessine une flèche horizontale de 2 cm, qui part du bord de la boîte et pointe vers la droite.

Relève toutes les erreurs de Léa, puis explique comment corriger son dessin.

Indice 1

Calcule d'abord la valeur du poids pour vérifier la longueur.5

Indice 2

Pense aux quatre caractéristiques d'une force, une par une.1

Voir la correction pas à pas

  1. Le poids vaut 2×10=202 \times 10 = 20 N.5

  2. Longueur attendue : 20÷5=420 \div 5 = 4 cm. Léa a dessiné 2 cm : erreur sur la valeur représentée.

  3. Le poids est vertical et dirigé vers le bas. La flèche de Léa est horizontale, vers la droite : erreurs de direction et de sens.

  4. Le point d'application d'une force de poids se place au centre de la boîte, pas au bord : erreur de point d'application.

  5. Correction : flèche verticale de 4 cm, partant du centre de la boîte, pointe vers le bas.

Les quatre caractéristiques étaient à vérifier une par une.1 Léa n'en avait respecté aucune. Cette vérification systématique est une bonne habitude avant de rendre un schéma.

Les questions qu'on se pose

Comment savoir quelle longueur donner à ma flèche ?

La longueur dépend de la valeur de la force et de l'échelle. On calcule : longueur = valeur de la force ÷ valeur représentée par 1 cm. Si l'énoncé ne donne pas d'échelle, choisis-en une simple (1 cm pour 1 N, 5 N ou 10 N) pour que le dessin tienne sur la feuille.

Où dois-je placer le point d'application d'une force ?

La flèche commence à l'endroit où la force s'applique sur l'objet.1 Pour le poids d'un objet, on la dessine à partir du centre de l'objet, comme dans les exercices ci-dessus. Pour une force de contact, c'est l'endroit où les deux objets se touchent.

Comment mesurer la valeur d'une force avant de la dessiner ?

On peut mesurer une force avec un dynamomètre.2 Pour un poids, on peut aussi la calculer à partir de la masse avec P=m×gP = m \times g.5

Sources

Programme visé : Annexe 3 — Programme d'enseignement du cycle des approfondissements (cycle 4) · Bulletin officiel de l'Éducation nationale

  1. Annexe 3 — Programme d'enseignement du cycle des approfondissements (cycle 4), Bulletin officiel de l'Éducation nationale. Consulté le 12 novembre 2026.
  2. Mouvement et interactions — Document ressource Éduscol, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
  3. Mouvement et interactions — Mettre en œuvre son enseignement, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
  4. Ressources d'accompagnement du programme de physique-chimie au cycle 4, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
  5. Programme du cycle 4 — En vigueur à la rentrée 2020, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
  6. Sports et sciences — Activités pédagogiques sur les forces, Académie de Lyon. Consulté le 12 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

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