Notion de force et d`actions mécaniques - TPWorks
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Cours Mécanique Notion de force et d'actions mécaniques I Définition : On appelle action mécanique, toute cause capable de déformer un corps, de le maintenir au repos, de le mettre en mouvement ou de modifier son mouvement. II Notion de force : On appelle force, l'action mécanique élémentaire qui s'exerce mutuellement entre deux solides, pas forcément en contact. La force génère ou interdit un mouvement selon une droite, elle est toujours appliquée en un point et modélisable par un vecteur. 2 Sens A1/2 Une force est définie par: - son point d'application Point d'application - sa direction - son sens Norme - sa norme (ou intensité) A 1/2 Direction Γ Le point d'application et la direction déterminent la droite Γ support de la force. L'unité légale de mesure d'une force est le Newton. Son symbole est N. 1 III Principe des actions mutuelles : Toute force implique l'existence d'une autre force qui lui est directement opposée. A 2/1 1 2 A1/2 = - A 2/1 A A1/2 XA 2 2 2 A 1/2 YA A 1/2 = X A + YA + Z A Z A - XA A 2/1 - YA A 2/1 = (-X A ) 2 + (-YA ) 2 + (-Z A ) 2 - Z A A 1/2 = A 2/1 Γ IV Actions mécaniques à distance : a- La pesanteur Pour l'ensemble d'un corps, le poids se représente par l'action mécanique qui s'exprime au centre de gravité. 1 P = m1.g z m1 : masse de la pièce 1 (en kg) g : accélération de la pesanteur (g = 9,81 m/s²) G Détermination de la masse d'une pièce à partir de sa densité d et de son volume V y d = r P = - m1.g k ρ matériau ρ eau m = ρmatériau .V avec ρeau = 1000 kg/m3 ρmatériau (en kg/m3) V (en m3) b- Les actions magnétiques, électromagnétiques ou électrostatiques : Ces actions mécaniques peuvent être déterminées par la Loi de la Laplace (vue en physique). Notion de force et d'actions mécaniques.doc STS : Conception Industrialisation Microtechniques Page 1 /2 Cours Mécanique Notion de force et d'actions mécaniques V Actions mécaniques dues à la pression d'un fluide sur la surface d'une pièce : 0 y x y 1 B r Bf/1 = p.S i B r Bf/1 = p.S i p : pression (en Mpa ou Pa) x B f/1 = p.S 1 bar = 105 Pa (N/m²)= 0,1 Mpa (N/mm²) S : aire de la surface projetée (en mm² ou m²) en sortie de tige : S = π.R² en entrée de tige : S = π.(R² - r²) VI Actions mécaniques dues à un ressort : ∅d Effort A1/ 0 = k.f 2 y f l0 ∅D 1 l A f = l - l0 0 Flèche f : flèche du ressort (f = l0 - l) l0 : longueur libre l : longueur sous charge k : coefficient de raideur (en N/m ou N/mm) G : module d'élasticité transversal (en N/mm²) d : diamètre du fil D : diamètre moyen d'enroulement n : nombre de spires A 1/ 0 x r A1/ 0 = - k.f j r G . d4 = - k.f j avec k = 8 . D3 . n VII Résultante des forces : On appelle résultante d'un système de forces A 1/2 , B 3/2 ,… , X n/2 la force R telle que, R est égale à la somme vectorielle des n forces s'exerçant sur le solide considéré. Nota : lorsque le solide est en équilibre la résultante des forces est égale à zéro. XA XB A 1/2 Si R = A 1/2 + B 3/2 avec A 1/2 YA et B1/2 YB Z Z A B r r r alors R = (X A + X B ) i + (YA + YB ) j + (Z A + Z B ) k Notion de force et d'actions mécaniques.doc B 3/2 R STS : Conception Industrialisation Microtechniques Page 2 /2
