Forces et équilibre : exercices corrigés de CAP

Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Une force se décrit par sa droite d'action, son sens et sa valeur en newton (N).¹
Le poids est une force verticale, dirigée du haut vers le bas.¹
Un équilibre apparaît quand aucune force ne l'emporte sur les autres.³
Un solide immobile soumis à deux forces : les deux forces ont la même droite d'action, la même valeur et des sens opposés.
Pour représenter une force, on choisit une échelle (par exemple 1 cm pour 10 N) puis on trace une flèche.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices te font travailler la même idée sous plusieurs angles : une force est une action que l'on peut décrire précisément, et un objet est en équilibre quand les actions qu'il subit se compensent. Avance dans l'ordre : la difficulté monte doucement. Cherche d'abord seul avec l'énoncé, puis ouvre les indices, et seulement ensuite la correction.

Avant de commencer, voici le vocabulaire minimal.

Les exercices

Exercice 1 Décrire le poids d'une caisse

★☆☆Environ 5 min

Une caisse est posée sur le sol. Son poids vaut $45\ \text{N}$ .

Donne les trois caractéristiques du poids de la caisse : droite d'action, sens et valeur.

Indice 1

Pense à la direction dans laquelle tombe un objet lâché.

Indice 2

Une force se décrit avec trois éléments : droite d'action, sens, valeur.

Voir la correction pas à pas

Droite d'action : le poids est une force verticale.¹
Sens : il est dirigé du haut vers le bas, donc vers le sol.¹
Valeur : l'énoncé donne $45\ \text{N}$ , la valeur s'exprime bien en newton.¹

Le poids de la caisse est vertical, dirigé vers le bas, et vaut $45\ \text{N}$ .

Exercice 2 Une lampe suspendue

★☆☆Environ 5 min

Une lampe est suspendue au plafond par un fil. Elle est immobile. Son poids vaut $12\ \text{N}$ .

Le fil exerce sur la lampe une force vers le haut. Quelle est la valeur de cette force, en newton ?

Indice 1

La lampe ne bouge pas : aucune des deux forces ne l'emporte.

Indice 2

Les deux forces ont des sens opposés et la même valeur.

Voir la correction pas à pas

Le solide étudié est la lampe. Elle subit deux forces : son poids (vers le bas) et la force du fil (vers le haut).
La lampe est immobile : aucune force ne surpasse l'autre.³
Les deux forces ont donc la même valeur.
La force du fil vaut donc $12\ \text{N}$ .

Le fil exerce une force verticale, dirigée vers le haut, de valeur $12\ \text{N}$ .

Exercice 3 Choisir une échelle

★☆☆Environ 6 min

Pour dessiner une force, on décide que $1\ \text{cm}$ représente $10\ \text{N}$ .

Quelle longueur de flèche faut-il tracer pour une force de $45\ \text{N}$ ? Donne la réponse en centimètres.

Indice 1

Combien de fois $10\ \text{N}$ tient-il dans $45\ \text{N}$ ?

Indice 2

Chaque tranche de $10\ \text{N}$ correspond à $1\ \text{cm}$ .

Voir la correction pas à pas

L'échelle dit : $10\ \text{N}$ correspondent à $1\ \text{cm}$ .
On cherche combien de tranches de $10\ \text{N}$ contient $45\ \text{N}$ : $45 \div 10 = 4{,}5$ .
Chaque tranche vaut $1\ \text{cm}$ , donc la flèche mesure $4{,}5\ \text{cm}$ .

La flèche représentant la force de $45\ \text{N}$ mesure $4{,}5\ \text{cm}$ .

Exercice 4 Un tirage à égalité

★★☆Environ 8 min

Un chariot est immobile sur un sol plat. On néglige les frottements du sol. Une personne le tire vers la gauche avec une force de $80\ \text{N}$ . Une seconde personne le tire vers la droite, sur la même droite d'action. Le chariot ne bouge pas.

Quelle est la valeur de la force exercée par la seconde personne, en newton ?

Indice 1

Le chariot reste immobile : cherche ce que cela dit des deux forces.

Indice 2

Les deux tractions s'exercent sur la même droite, en sens opposés.

Voir la correction pas à pas

Les deux forces ont la même droite d'action et des sens opposés.
Le chariot est immobile : aucune des deux forces ne surpasse l'autre.³
Les deux valeurs sont donc égales.
La seconde personne tire avec $80\ \text{N}$ .

La seconde personne exerce une force de $80\ \text{N}$ vers la droite.

Exercice 5 Représenter le poids d'un cadre

★★☆Environ 10 min

Un cadre accroché à un clou a un poids de $30\ \text{N}$ . Pour le schéma, l'échelle est : $1\ \text{cm}$ pour $5\ \text{N}$ .

Quelle longueur de flèche représente le poids, en centimètres ?
Dans quelle direction et dans quel sens la trace-t-on ?

Indice 1

Divise la valeur de la force par la valeur que représente 1 cm.

Indice 2

Rappelle-toi les caractéristiques du poids : direction et sens.

Voir la correction pas à pas

Chaque centimètre représente $5\ \text{N}$ .
On calcule : $30 \div 5 = 6$ , donc la flèche mesure $6\ \text{cm}$ .
Le poids est vertical et dirigé du haut vers le bas.¹
On trace donc une flèche de $6\ \text{cm}$ , verticale, pointant vers le bas.

Le poids du cadre se dessine par une flèche verticale de $6\ \text{cm}$ pointant vers le bas.

Exercice 6 Équilibre ou non ?

★★★Environ 10 min

Une charge de poids $800\ \text{N}$ est suspendue à un câble de grue.

Le câble exerce d'abord une force verticale vers le haut de $800\ \text{N}$ . Que se passe-t-il ?
Le grutier tire ensuite plus fort : la force du câble passe à $950\ \text{N}$ . De combien la force du câble dépasse-t-elle le poids, en newton ? Que va faire la charge ?

Indice 1

Compare les deux valeurs : sont-elles égales ?

Indice 2

Si une force l'emporte sur l'autre, l'objet ne reste pas immobile ; le sens du mouvement est celui de la plus grande force.

Voir la correction pas à pas

Cas 1 : le poids ( $800\ \text{N}$ , vers le bas) et la force du câble ( $800\ \text{N}$ , vers le haut) sont égaux. Aucune ne surpasse l'autre : la charge est en équilibre, elle reste immobile.³
Cas 2 : les valeurs sont maintenant différentes, la force du câble est la plus grande.
On calcule l'écart : $950 - 800 = 150\ \text{N}$ .
Les forces ne se compensent plus : il n'y a plus d'équilibre, la charge se met à monter.

Avec $800\ \text{N}$ la charge est en équilibre. Avec $950\ \text{N}$ la force du câble dépasse le poids de $150\ \text{N}$ et la charge monte.

Exercice 7 Un livre posé sur une table

★☆☆Environ 6 min

Un livre est posé sur une table horizontale. Il est immobile. Son poids vaut $6\ \text{N}$ .

Quelles sont les deux forces que subit le livre ?
La table exerce une force sur le livre. Quelle est sa valeur, en newton, et dans quel sens agit-elle ?

Indice 1

Le livre ne bouge pas : pense à ce que cela dit des deux forces.

Indice 2

Le poids est dirigé vers le bas. La force de la table agit dans le sens opposé.

Voir la correction pas à pas

Le solide étudié est le livre. Il subit son poids, vertical et dirigé vers le bas,¹ et l'action de la table qui le soutient.
Le livre reste immobile, donc aucune des deux forces ne l'emporte sur l'autre.³
Les deux forces ont donc la même valeur : la table exerce $6\ \text{N}$ .
Cette force est verticale et dirigée vers le haut, c'est-à-dire dans le sens opposé au poids.

La table exerce sur le livre une force verticale, dirigée vers le haut, de valeur $6\ \text{N}$ .

Exercice 8 Retrouver la valeur d'une force sur un schéma

★★☆Environ 8 min

Sur un schéma, une force est représentée par une flèche de $3\ \text{cm}$ . L'échelle indiquée est : $1\ \text{cm}$ pour $20\ \text{N}$ .

Quelle est la valeur de cette force, en newton ?

Indice 1

Chaque centimètre de flèche représente une même quantité de newtons.

Indice 2

Multiplie le nombre de centimètres par la valeur d'un centimètre.

Voir la correction pas à pas

L'échelle dit que $1\ \text{cm}$ représente $20\ \text{N}$ .
La flèche mesure $3\ \text{cm}$ , soit trois fois cette longueur.
On calcule : $3 \times 20 = 60$ .
La valeur de la force s'exprime en newton.¹ Elle vaut donc $60\ \text{N}$ .

La flèche de $3\ \text{cm}$ représente une force de $60\ \text{N}$ .

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si un objet est en équilibre ?

Regarde s'il est immobile et compare les forces qu'il subit. Si aucune ne l'emporte sur les autres, il y a équilibre.³ Dans le cas simple de deux forces, elles ont la même droite d'action, la même valeur et des sens opposés.

Pourquoi écrit-on toujours une force en newton ?

Le newton (N) est l'unité de la valeur d'une force.¹ Une valeur sans unité ne veut rien dire : « 45 » ne dit pas si c'est une force, une masse ou une longueur. Écris donc toujours $45\ \text{N}$ .

Que veut dire « droite d'action » d'une force ?

C'est la droite le long de laquelle la force agit, autrement dit sa direction. Avec le sens et la valeur en newton, elle permet de décrire entièrement une force.¹ Pour le poids, cette droite est verticale.

Dans quel sens est dirigé le poids d'un objet ?

Le poids est toujours une force verticale, orientée du haut vers le bas.¹ Sur un schéma, on dessine donc sa flèche vers le sol, quel que soit l'objet étudié.

Sources

Forces et équilibre d'un solide soumis à trois forces non colinéaires, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
Équilibre hydrostatique, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
Équilibre, Wikipédia. Consulté le 9 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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L'essentiel

Comment utiliser ces exercices

Les exercices

Exercice 1 Décrire le poids d'une caisse

Exercice 2 Une lampe suspendue

Exercice 3 Choisir une échelle

Exercice 4 Un tirage à égalité

Exercice 5 Représenter le poids d'un cadre

Exercice 6 Équilibre ou non ?

Exercice 7 Un livre posé sur une table

Exercice 8 Retrouver la valeur d'une force sur un schéma

Les questions qu'on se pose

Sources

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