Selon les lois du mouvement de Newton, une force déséquilibrée est une force qui provoque un changement dans le mouvement de l'objet auquel la force est appliquée. Un objet au repos ou un objet en mouvement constant continue au repos ou en mouvement inchangé à moins qu'il ne soit soumis à une force déséquilibrée. Dans ce cas, l'objet accélère dans la direction de la force selon l'équation: la force est égale à la masse multipliée par l'accélération. Une force déséquilibrée continue d'accélérer un objet jusqu'à ce qu'une nouvelle contre-force se forme et qu'un nouvel équilibre des forces soit établi. L'objet accéléré maintient alors une vitesse constante, et la force précédemment déséquilibrée est équilibrée par la nouvelle force.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Une force déséquilibrée est une force qui modifie la position, la vitesse ou la direction de l'objet auquel elle est appliquée. La force déséquilibrée accélère l'objet avec l'accélération directement proportionnelle à la taille de la force et inversement proportionnelle à la masse de l'objet.
Comment fonctionnent les forces déséquilibrées
Dans une situation d'état stable, toutes les forces sont équilibrées avec tous les objets au repos ou se déplaçant dans une direction donnée avec une vitesse fixe. Si une force commence à augmenter ou qu'une nouvelle force est introduite, la situation peut changer, en fonction de la force de la force croissante ou de la nouvelle force. Si la force croissante ou la nouvelle force est faible, un nouvel équilibre des forces s'établit et rien ne change. Si la force croissante ou nouvelle devient trop forte pour l'équilibre des forces existant, les objets vont accélérer, se déplacer et changer de position ou de vitesse. La situation continuera à changer jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre des forces soit atteint.
Par exemple, une voiture roulant au point mort sur une route droite et plate est soumise à plusieurs forces équilibrées et déséquilibrées. Le poids de la voiture qui pousse vers le bas est exactement équilibré par la force de la chaussée qui pousse vers le haut. La voiture n'accélère donc ni en montée ni en descente. Le frottement des pneus roulant sur la chaussée et la résistance de l'air sont deux forces déséquilibrées agissant pour décélérer la voiture. L'inertie de la voiture fait rouler la voiture, mais les deux forces déséquilibrées la ralentissent jusqu'à l'arrêt. Lorsque la voiture s'arrête, toutes les forces sont à nouveau en équilibre et il n'y a pas de nouvelle accélération à moins que le le conducteur démarre la voiture et s'éloigne, ajoutant une nouvelle force déséquilibrée qui surmonte les deux précédentes les forces.
Forces communes déséquilibrées
Les forces courantes qui sont souvent déséquilibrées comprennent la force de gravité et les forces appliquées. Lorsque ces forces sont déséquilibrées, les objets accélèrent, changent de position et trouvent de nouvelles configurations pour lesquelles toutes les forces sont à nouveau équilibrées.
Le poids d'un objet est la force exercée par la gravité sur cet objet. Si une pomme est suspendue à un arbre, la force de gravité descendante est équilibrée par la force ascendante de la tige de la pomme attachée à une branche. Une fois la pomme mûre, la tige se détache. À ce moment, la force ascendante devient nulle et il y a une force de gravité déséquilibrée vers le bas. La pomme tombe. Lorsqu'elle touche le sol, la Terre fournit une nouvelle force ascendante égale à la force de gravité, et la situation est à nouveau équilibrée.
Les forces appliquées sont importantes car elles sont utilisées pour déplacer des objets conformément à des objectifs spécifiques. Par exemple, pour déplacer une table de salle à manger de l'autre côté de la pièce contre un mur, une ou plusieurs personnes appliquent une force en la poussant. Avant que la nouvelle force ne soit appliquée, tout est en équilibre.
Au début, les gens peuvent ne pas pousser très fort et la table ne bouge pas. Ensuite, les gens poussent sur la table et leurs pieds poussent sur le sol avec la force de friction. De même, la table repousse avec une force égale en raison du frottement de ses pieds sur le sol. Finalement, les gens poussent assez fort pour créer une force déséquilibrée pour surmonter le frottement de la table, et la table accélère pour glisser sur le sol. Lorsque le peuple l'a poussé contre le mur, il y a un nouvel équilibre des forces et une nouvelle situation stable. Dans tous ces cas, des forces déséquilibrées provoquent un réarrangement des objets vers une nouvelle situation équilibrée.