Equilibre d`un solide soumis à l`action de 2 forces – Poids d`un objet

Equilibre d’un solide soumis à l’action de 2 forces – Poids d’un objet
Expérience 1 :
On dispose du matériel suivant : 2 dynamomètres, un solide (S) en polystyrène, des aimants et un support
métallique.
1) Soumettre, comme indiqué sur le montage ci-contre, le
solide (S), de masse négligeable, à l’action de deux
forces
⎯→
F1/S et
⎯→
F2/S : ces deux forces sont exercées par
les dynamomètres 1 et 2.
Les deux fils devront être fortement tendus. 1
2
S
A B
2) Compléter le tableau suivant :
Point d’application
de la force Droite d’action de la force Sens de la force Valeur de la force en Newtons
⎯→
F1/S
⎯→
F2/S
3) Relever les droites d’action sur une feuille de format A4 ainsi que les points A et B puis, calquer les avec
deux couleurs différentes dans le cadre 1. Prolonger les droites d’actions
4) Construire, dans le cadre 2, à partir du point O, les vecteurs forces
⎯→
F1/S et
⎯→
F2/S. On choisira comme
échelle 1cm pour 1N
Expérience 2 :
On dispose du matériel suivant : 1 dynamomètre, une boite contenant des masse marquées et un support
métallique.
1) Réaliser le montage ci-contre avec la masse de 50g.
2) Relever l’intensité de la force P lue sur le dynamomètre et la noter dans le
tableau ci-dessous.
3) Faire de même pour les autres masses indiquées dans le tableau.
4) Calculer le rapport P/m dans chaque cas.
Masse m (en kg) 0,05 0,1 0,15 0,2
P (en N)
P
m
N
Que constate-t-on pour le rapport P
m ?
……………………………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………………………...

Cadre 1
Cadre 2
O

Fiche Prof:
Consignes: (après avoir vérifié que tous les montages soient correctement réalisés !!!)
Placer une feuille (A4) HORIZONTALEMENT à l’aide des aimants sur le support en fer. Puis en utilisant la
lampe de poche, éclairer les fils afin d’obtenir une ombre portée. Repérer cette ombre sur la feuille à l’aide de
différents points. Repérer aussi les points d’application et les noter.
Les cadres 1 & 2 possèdent des encadrements où peuvent être reportés des commentaires :
– Pour le cadre 1, on commentera le prolongement des droites d’actions ⇒ Sur la même droite !
– Pour le cadre 2, on commentera les conditions d’équilibre d’un solide soumis à l’action de deux
forces ⇒ droites d’action confondues, même intensité et de sens contraires.
Remarque : Si les cadres ne sont pas sur un support de type « calque », utiliser les vitres des fenêtres pour
reproduire les droites d’action par transparence…

Equilibre d’un solide soumis à l’action de 2 forces – Poids d’un objet
CORRECTION
Expérience 1 :
On dispose du matériel suivant : 2 dynamomètres, un solide (S) en polystyrène, des aimants et un support
métallique.
1) Soumettre, comme indiqué sur le montage ci-contre, le
solide (S), de masse négligeable, à l’action de deux
forces
⎯→
F1/S et
⎯→
F2/S: ces deux forces sont exercées par
les dynamomètres 1 et 2.
Les deux fils devront être fortement tendus. 1
2
S
A B
2) Attention : Caractéristiques correspondant au schéma ci-dessus ! :
Point d’application
de la force Droite d’action de la force Sens de la force Valeur de la force en Newtons
⎯→
F1/S A Suivant le fil du
dynamomètre 1 Vers la gauche Valeur lue sur le dynamomètre 1
⎯→
F2/S B Suivant le fil du
dynamomètre 2 Vers la droite Valeur lue sur le dynamomètre 2
3) Relever les droites d’action sur une feuille de format A4 ainsi que les points A et B puis, calquer les avec
deux couleurs différentes dans le cadre 1. Prolonger les droites d’actions
4) Construire, dans le cadre 2, à partir du point O, les vecteurs forces
⎯→
F1/S
⎯→
F2/S et .On choisira comme
échelle 1cm pour 1N
Expérience 2 :
On dispose du matériel suivant : 1 dynamomètre, une boite contenant des masse marquées et un support
métallique.
1) Réaliser le montage ci-contre avec la masse de 50g.
2) Relever l’intensité de la force P lue sur le dynamomètre et la noter dans le
tableau ci-dessous.
3) Faire de même pour les autres masses indiquées dans le tableau.
4) Calculer le rapport P/m dans chaque cas.
Masse m (en kg) 0,05 0,1 0,15 0,2
P (en N) 0,5 1 1,5 2
P
m 10 10 10 10
N
Que constate-t-on pour le rapport P
m ?
La valeur du rapport est identique pour les différentes valeurs des masses.
Cette valeur est appelée : intensité de pesanteur g (petit g).

Cadre 1
Lorsqu’on prolonge les droites d’action des deux forces, on s’aperçoit que les droites sont
confondues
Cadre 2
On constate que les forces sont sur la même droite d’action (conclusion du cadre 1) mais aussi
qu’elles ont la même intensité et des sens contraires.
O
⎯
→
F2/S
⎯
→
F1/S
A
B