ACTIONS MÉCANIQUES
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RESUME DE STATIQUE DU SOLIDE I- Notion d'action mécanique : voir cours II- Corps soumis à deux actions TP n°1 TP n°2 Condition nécessaire et suffisante pour qu'un corps soumis à deux forces soit en équilibre les deux forces ont : même droite d'action même intensité des sens contraires. F2/1 F3/1 A B Application : Poids d'un corps (force d'attraction terrestre) TP n°3 O A G Le poids d'un corps est une force : verticale, dirigée vers le bas, elle s'applique au centre de gravité du corps (G), l'intensité se détermine en suspendant le corps à un dynamomètre. Le centre de gravité se trouve sur la verticale du point de suspension de l'objet. Masse d'un corps : La masse d'un corps est la quantité de matière qui compose le corps. La masse d'un corps est invariable. L'unité de masse est le kilogramme (kg) En un lieu donné il existe une relation entre le poids et la masse d'un corps. P Poids en N = M g Masse en kg intensité de la pesanteur en N/kg L'intensité de la pesanteur varie suivant le lieu et l'altitude, en France, on la prend égale à 9,81 N/kg. Masse volumique : La masse volumique d'un corps est la masse de l'unité de volume de ce corps. Elle s'exprime en kg/m3. Masse volumique en kg/m3 Masse en kg M V Volume en m3 III- Corps soumis à trois forces (non parallèles) TP n° 4 Conditions d'équilibre d'un corps soumis à trois forces : les trois forces sont coplanaires, les droites d'action sont concourantes, la somme vectorielle des trois force est nulle (le dynamique est fermé) O Le dynamique est fermé IV- Moment d'une force (forces de rotation) TP n°5 On ne considère que des forces orthogonales à l'axe de rotation (situées dans un plan perpendiculaire à l'axe . On appelle moment de la force F par rapport à l'axe de rotation O, le produit de l'intensité de cette force par la distance de sa droite d'action à l'axe de rotation. On attribue à ce moment le signe + si la force fait tourner le corps dans le sens trigonométrique (sens contraire des aiguilles d'une montre), le signe si la force fait tourner le corps dans l'autre sens. L'unité de moment est le newton-mètre (N.m) F MF/o = F d d Moment de F par rapport à O en N.m Intensité de la force en N Distance à l'axe de rotation en m O V- Moment d'un couple de forces. Couple de forces : système formé par 2 forces, de même intensité, de sens contraires, de supports strictement parallèles. F1 F1 = F2 = F d : distance entre les droites d'action des deux forces (longueur du bras de levier) d F2 Moment d'un couple : M(F1 , F2) = F Moment du couple de forces (F1 , F2) en N.m d Intensité commune des 2 forces en N Longueur du bras de levier en m VII- Condition d'équilibre d'un corps mobile en rotation. Un corps mobile en rotation est en équilibre, si la somme algébrique des moments des forces et des couples qui agissent sur lui est nulle (la somme des moments des forces et couples qui font tourner le corps dans un sens est égale à la somme des moments des forces et couples qui font tourner le corps dans l'autre sens). algébrique MF = 0 TP n°1 Notion de force I- Réaliser le montage suivant : 1 : barre 3 2 2 : axe de rotation 1 3 : élastique 4 : dynamomètre B A G O 4 Faites vérifier votre montage II- Etude de l'équilibre de la barre. a- Inventaire des actions mécaniques exercées sur la barre Action d sur la barre F / Action d sur la barre F / Action d sur la barre F / Action d sur la barre F / Faites vérifier vos résultats b- Compléter le tableau suivant (indiquer les caractéristiques des forces, si elles sont connues) Forces Point Droite d'action d'applicatio n Sens Intensité Faites vérifier votre tableau III- Représentation des forces Sur le schéma suivant représenter les forces connues (une force est connue si on connaît ses 4 caractéristiques) B A G O Faites vérifier votre représentation TP n°2 Equilibre d'un corps soumis à deux forces I- Réaliser le montage suivant : 1 2 3 1 : solide en polystyrène 2 : dynamomètre 1 A B 3 : dynamomètre 2 Faites vérifier votre montage II- Etude de l'équilibre du solide en polystyrène. a- Inventaire des actions mécaniques exercées sur le solide Action d sur le solide F / Action d sur le solide F / Action d sur le solide F / Faites vérifier vos résultats Dans la suite du TP, on néglige la force d'attraction terrestre. Le solide est donc soumis à forces b- Compléter le tableau suivant : Forces Point Droite d'action d'applicatio n Sens Intensité Faites vérifier votre tableau III- Représentation des forces Sur le schéma suivant représenter les 2 forces A B Faites vérifier votre représentation IV- Conclusion Un solide soumis à deux forces est en équilibre si les deux forces ont : Faites vérifier votre conclusion V- Enoncé de la loi Vérifier, pour d'autres positions des dynamomètres, la conclusion précédente. Un solide soumis à deux forces est en équilibre si les deux forces ont : TP n°3 Poids d'un corps I- Réaliser le montage suivant : 2 1 : solide en métal 2 : dynamomètre A 1 Faites vérifier votre montage II- Etude de l'équilibre du solide métallique. a- Inventaire des actions mécaniques exercées sur le solide Action d sur le solide F / Action d sur le solide F / Action d sur le solide F / Le solide est donc soumis à forces Faites vérifier vos résultats b- Compléter le tableau suivant (indiquer les caractéristiques des forces, si elles sont connues) : Forces Point Droite d'action d'applicatio n Sens Intensité c- Le tableau précédent est incomplet, il manque les caractéristiques de la force d'attraction terrestre. En utilisant la condition d'équilibre d'un corps soumis à deux forces, compléter le tableau. d- Quelle caractéristique de la force d'attraction terrestre manque ? Faites vérifier votre tableau III- Détermination du centre de gravité du solide (point d'application du poids du corps) Suspendre le corps par différents points. Tracer, pour chaque position, la droite d'action de la force d'attraction terrestre (prolonger la direction du fil de sustentation). Que constatez-vous ? IV- Le poids d'un corps. Le poids d'un corps (ou force d'attraction terrestre) est une force : Représentation G Faites vérifier votre conclusion.
