Eq 3F armoire

Nom : Prénom : Classe :
Détermination des forces appliquées sur le châssis d’une brouette (/10)
On répondra directement sur la feuille de l’énoncé. Matériel autorisé : rapporteur
Un homme tire une brouette à vitesse constante avec un vecteur-force constant appliqué en M, de direction inclinée de 45° dans le
sens contraire des aiguilles d’une montre par rapport à la direction horizontale passant par M.
Le système étudié, dont le centre de gravité est noté G, est « le châssis de la brouette + ciment » (voir figure 1).
Le « châssis de la brouette » représente la brouette privée de sa roue et de l’axe de la roue.
Le châssis de la brouette repose sur l’axe de la roue, qui est perpendiculaire au plan d’observation de la figure 1 et passe par O.
On supposera que toutes les vecteurs-force exercées sont coplanaires (tous situés dans le plan de la feuille).
Vu que le dessin est représenté de profil, on considérera que la résultante des forces exercées par les mains est appliquée en M. (sur la
figure 1).Vu la vitesse de déplacement très faible, on négligera la force exercée l’air sur le système.
La masse du châssis de la brouette est de 12 kg, celle du ciment qui se trouve dedans de 30 kg.
1) Enoncer le principe d’inertie ou 1 ère loi de Newton. (/1)
2) Pourquoi a-t-on d’après vous choisi « le châssis de la brouette + ciment » comme système et non « le châssis de
la brouette + roue + ciment » ? (/1)
3) Représenter dans l’encadré en pointillé (de droite)
un diagramme d’interactions des actions exercées sur le système étudié. (/0,5)
4) Déterminer la norme ou l’intensité du poids du système (intensité de pesanteur g = 10 N/kg). (/0,5)
5) Sachant que le système est soumis à des forces extérieures qui sont concourantes, (c'est-à-dire que les directions des vecteurs-force
représentatifs se coupent en un même point), déterminer graphiquement (sur la figure1) le point de concourt P de ces forces. (/0,5)
Figure 1
6) Représenter, sur la figure 1, sans se préoccuper pour l’instant de l’échelle, les forces exercées sur le système. (/1)
7) Quelle est la relation vectorielle vérifiée par ces forces ? Argumenter. (/1)
8) On se propose maintenant de tracer dans l’encadré en pointillé, tous les vecteurs – force.
On prendra comme échelle des vecteurs-force : 1,0 cm représente 100 N.
a) Tracer tout d’abord le vecteur – poids . (/0,5)
b) Déduire de l’expression vectorielle établie à la question 7 le tracé des autres vecteurs – force. (/2)
Explications : (/1)
9) Donner les valeurs (ou normes) des forces (autre que le poids) exercées sur le système. (/1)
M ciment = 30 kg
M
M brouette = 12 kg
G
O
M ciment = 30 kg
M
M brouette = 12 kg
G
O
M ciment = 30 kg
M
M brouette = 12 kg
G
O
M ciment = 30 kg
M
M brouette = 12 kg
G
O

Nom : Prénom : Classe :
Détermination des forces appliquées sur le châssis d’une brouette (/10)
On répondra directement sur la feuille de l’énoncé. Matériel autorisé : rapporteur
Un homme pousse une brouette à vitesse constante avec un vecteur-force constant appliqué en M, de direction inclinée de 45° dans le
sens contraire des aiguilles d’une montre par rapport à la direction horizontale passant par M.
Le système étudié, dont le centre de gravité est noté G, est « le châssis de la brouette + ciment » (voir figure 1).
Le « châssis de la brouette » représente la brouette privée de sa roue et de l’axe de la roue.
Le châssis de la brouette repose sur l’axe de la roue, qui est perpendiculaire au plan d’observation de la figure 1 et passe par O.
On supposera que toutes les vecteurs-force exercées sont coplanaires (tous situés dans le plan de la feuille).
Vu que le dessin est représenté de profil, on considérera que la résultante des forces exercées par les mains est appliquée en M. (sur la
figure 1). Vu la vitesse de déplacement très faible, on négligera la force exercée par l’air sur le système.
La masse du châssis de la brouette est de 12 kg, celle du ciment qui se trouve dedans de 30 kg.
1) Enoncer le principe d’inertie ou 1 ère loi de Newton. (/1)
2) Pourquoi a-t-on d’après vous choisi « le châssis de la brouette + ciment » comme système et non « le châssis de
la brouette + roue + ciment » ? (/1)
3) Représenter dans l’encadré en pointillé (de droite)
un diagramme d’interactions des actions exercées sur le système étudié. (/0,5)
4) Déterminer la norme ou l’intensité du poids du système (intensité de pesanteur g = 10 N/kg). (/0,5)
5) Sachant que le système est soumis à des forces extérieures qui sont concourantes, (c'est-à-dire que les directions des vecteurs-force
représentatifs se coupent en un même point), déterminer graphiquement (sur la figure1) le point de concourt P de ces forces. (/0,5)
Figure 1
6) Représenter, sur la figure 1, sans se préoccuper pour l’instant de l’échelle, les forces exercées sur le système. (/1)
7) Quelle est la relation vectorielle vérifiée par ces forces ? Argumenter. (/1)
8) On se propose maintenant de tracer dans l’encadré en pointillé, tous les vecteurs – force.
On prendra comme échelle des vecteurs-force : 1,0 cm représente 100 N.
a) Tracer tout d’abord le vecteur – poids . (/0,5)
b) Déduire de l’expression vectorielle établie à la question 7 le tracé des autres vecteurs – force. (/2)
Explications : (/1)
9) Donner les valeurs (ou normes) des forces (autre que le poids) exercées sur le système. (/1)
G
O
M ciment = 30 kg
M
M brouette = 12 kg
GG
O
M ciment = 30 kg
M
M brouette = 12 kg
G