Lorsqu'une force à tendance à faire tourner un objet autour d'un axe (le pivot), on peut définir le moment de cette force par rapport au pivot.
En mécanique, l'étude du moment est au corps en rotation l'équivalent de l'étude des forces pour les corps en translation.
Le vecteur moment est fonction de la force, et de la distance séparant le pivot de l'axe de la force (nommée bras de levier - non représenté sur l'animation). La formule mathématique permettant de déterminer le moment fait intervenir l'opérateur produit vectoriel (noté "x").

La particularité du vecteur moment résultant est que sa direction est orthogonale aux vecteurs F et OM (ou OQ). Son module dépend du sinus de l'angle entre F et OM. Son intensité est donc maximale pour un angle de 90° et nulle lorsque la direction de la force passe par l'axe.

Le terme couple est plutôt associé à un système de deux forces dont la résultante est nulle (l'une pousse pendant que l'autre tire) mais dont le moment est non nul. Sur cet exemple, on pourrait parler de couple si une force F' de même amplitude mais de direction opposée, s'appliquait sur l'autre pédale.

Animation réalisée en collaboration avec le Musée des arts et métiers - Paris.

Le vélocipède (littéralement « pied rapide ») utilise un pédalier à pignon fixe sur la roue avant: un tour de pédalier équivaut à un tour de roue motrice.

Pour parcourir une plus grande distance à chaque tour de pédalier, il est nécessaire d’augmenter le diamètre de la roue avant: le grand bi est l'application extrême de ce principe.
La bicyclette utilise un système de transmission à chaîne entre deux pignons de taille différente, qui permet de parcourir plus de distance en un tour de pédalier.

Par définition, un objet est en équilibre lorsque la somme des forces qui agissent sur lui se compensent.
Mais il est important de distinguer deux formes d'équilibres:

• Equilibre stable: Après perturbation, le mobile retrouve sa position initiale.
• Equilibre instable: Après perturbation, le mobile s'écarte de sa position initiale (souvent pour rejoindre une position d'équilibre stable !).

Cette animation permet d'illustrer les forces en présence. La position du centre de gravité du système, par rapport au support (point de basculement ) est l'élément important.

Parfois, un objet se déplace dans un milieu qui se déplace par rapport à un observateur fixe. Voici l'exemple d'un bateau naviguant vers la droite mais subissant un courant marin. Sa vitesse par rapport à un observateur fixe (sur le rivage) ne sera pas celle indiquée par le compteur à bord.
Nous allons exploiter ici le fait que la somme de 2 vecteurs est la somme de ses composantes. On observe ici la vitesse du bateau comme résultante (somme) de 2 vecteurs. C'est la loi de composition des vitesses.

• Le vecteur vert représente la vitesse du bateau par rapport au sol (repère fixe).
• Le vecteur rouge représente la vitesse du bateau par rapport à l'eau.
• Le vecteur bleu représente la vitesse de l'eau par rapport au sol.

On montre ici que la vitesse du bateau par rapport au sol (la seule qui nous intéresse en navigation) est la somme (vectorielle) des deux autres.
Ces considérations sont sensiblement les mêmes pour un aeronef subissant une dérive due au vent.

Une balance est utilisée pour mesurer la masse d'un objet. Cette animation est un jeu pour apprendre à peser.

Avant d'entreprendre le bilan des forces pour étudier le mouvement ou l'équilibre d'un système, il faut bien délimiter ... le système. Seules les forces extérieures à ce système sont ensuite à considérer.
Précisons enfin que pour des systèmes au repos ou en mouvement rectiligne uniforme, le principe fondamental de la dynamique (2^nde loi de Newton) indique que la somme des forces extérieures agissant sur le système doit être nulle. On retrouve ainsi la première loi de Newton: Dans un référentiel galiléen, le centre d’inertie d’un solide soumis à un ensemble de forces dont la somme vectorielle est nulle est soit au repos, soit animé d’un mouvement rectiligne et uniforme.

Une poulie permet de modifier la direction d'application d'une force. Associée à une ou plusieurs autres poulies (dispositifs composés) elle permet de réduire la force nécessaire pour soulever une masse.
Notons que la distance de déplacement est réduite d'un facteur identique au facteur de réduction de la force. Ainsi, pour un système composé de deux poulies, la force est réduite de moitié mais la hauteur de déplacement l'est aussi. L'énergie est donc conservée.

Remarque: Les frottements et le poids de la corde et des attaches sont négligés.

La loi d'action-réaction constitue la troisième loi de Newton aussi connue sous le nom de principe des actions réciproques. Elle s'énonce ainsi:
"Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'égale intensité, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B."
De nombreux exemples permettent d'illustrer cette loi. La propulsion des fusées est sans doute l'une des applications les plus connues.
Nous la rapprochons ici de la propulsion d'un ballon qui se dégonfle dans l'air, et plus comiquement, du décollage du fameux personnage de la Warner Bros, Yosemite Sam.

Les montgolfières, ballons dirigeables et autres zeppelins exploitent cette force que l'on nomme "poussée d'Archimède".
On les qualifie de « plus légers que l’air » mais il faut bien retenir que ce n’est pas le poids qui importe mais la masse volumique (poids par unité de volume).
Notons que cette force, bien que souvent négligée dans les bilans des forces, est presque toujours présente.

 À votre avis, comment se comporte ce ballon d'Hélium sur la Lune ?

Principe d'Archimède: Un objet immergé dans un fluide reçoit de la part de ce fluide une force verticale, dirigée du bas vers le haut, égale au poids du fluide déplacé.
Dans cette  expérience virtuelle, deux fluides sont  considérés: l'eau et l'alcool.
La notion importante pour déterminer si un objet flotte ou coule est sa densité. Si on considère un glaçon (densité de 0,9), il flotte dans l'eau (densité de 1) mais coule dans l'alcool (densité de 0.8).
Les comportements sont par contre inchangés pour la noix (densité de 0.5) ou un caillou (densité de 2).

Précaution d'emploi: l'alcool est un liquide inflammable à tenir hors de portée de toute flamme.