exercices sur les leviers

Examen de Physique – 4S
Les machines simples et le travail
N’oubliez pas les unités! Lisez tout l’exercice avant de le commencer.
Exercice 1. Origami
Je voudrais découper du papier pour faire de l’origami. Pour cela j’utilise des ciseaux. Les ciseaux
sont un levier.
1/ Rappeler la formule de l’avantage mécanique en fonction de la force résistante et de la force
mécanique, puis en fonction du bras moteur et du bras résistant.
2/a/ Sur le schéma ci-dessous, placer
⃗
Fr
⃗
Fm et les longueurs bm et br.
b/Une paire de ciseaux est-elle un levier de type inter-resistant, inter-moteur, inter-appui? Justifier.
c/ Je voudrais découper 3 feuilles. La force qui faudrait pour les découper si je n’avais pas les
ciseaux seraient de 3N. Le bras moteur est de 5 cm et le bras résistant de 2 cm, quelle force doit-on
exercer couper les feuilles ?
d/Quel est l’avantage mécanique de cette paire de ciseaux?
3/a/Rappeler l’expression du travail d’une force en précisant bien son unité. On donnera
l’expression dans le cas ou la force et le déplacement sont parallèles et de même direction.
b/Pour découper les feuilles, mes doigts doivent parcourir 7 cm afin que les ciseaux se referment.
Quelle est la nature du travail effectué par mon action (résistant, moteur, ou nul)? Donner sa valeur.

Exercice 2. C’est encore l’hiver
Un pingouin se laisse glisser à vitesse constante sur une pente. Il pèse 10 kg.
1. On néglige les forces de frottement. Quelles sont les deux autres forces qui s’exercent sur lui?
Pour chaque force, dire si elle exerce un travail moteur, résistant ou nul.
2. Que vaut le poids du pingouin ? On prendra g=10N/kg.
3. La résultante des forces est-elle nulle? Le pingouin est-il donc en équilibre?
4. Afin que le pingouin soit en équilibre, on doit prendre la force de frottements en compte.
Si on suppose que la valeur de la résistante normale
⃗
N
du support est de 75N, placer sur le
schéma le poids, la résistante normale, et en déduire par construction la valeur de la force de
frottement que l’on avait négligée jusque la. L’échelle est de 25N/cm.

Exercice Bonus
Si chaque carreau correspond à 10 centimètres, et que F1=8N, que vaut F2?
Déterminer la position de l’axe du système en sachant que F1=20N et F2=12N
Calculer la force de tension dans chacune des barres (on se souviendra de l’exercice avec l’archère!)