Notion de force et d`actions mécaniques - TPWorks

Cours
Notion de force et d'actions mécaniques
Mécanique
Notion de force et d'actions mécaniques.doc
STS : Conception Industrialisation Microtechniques Page 1 /2
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.
Une force est définie par: - son point d'application
- sa direction
- son sens
- sa norme (ou intensité)
1/2
A
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.
III Principe des actions mutuelles :
Toute force implique l'existence d'une autre force qui lui est directement opposée.
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.
m
1
: masse de la pièce 1 (en kg)
g : accélération de la pesanteur (g = 9,81 m/s²)
Détermination de la masse d'une pièce à partir
de sa densité d et de son volume V
d
eau
matériau
ρ
ρ
=
avec ρ
eau
= 1000 kg/m
3
m = ρ
matériau
.V ρ
matériau
(en kg/m
3
)
V (en m
3
)
b- Les actions magnétiques, électromagnétiques ou électrostatiques :
Ces actions mécaniques peuvent être déterminées par la Loi de la Laplace (vue en physique).
2/11/2
2
A
2
A
2
A
2/1
A
A
A
2/1
2
A
2
A
2
A
1/2
A
A
A
1/2
AA
)(-Z)(-Y)(-XA
Z- Y-X-
A
ZYXA
Z
Y
X
A
=
++=
++=
.gm P
1
=
Γ
Direction
Point d'application
2
1/2
A
1
Sens
Norme
1/2
A = -
2/1
A
2/1
A
Γ
1
2
A
1/2
A
k .gm - P
1
r
=
G y
z
1

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Notion de force et d'actions mécaniques
Mécanique
Notion de force et d'actions mécaniques.doc
STS : Conception Industrialisation Microtechniques Page 2 /2
V Actions mécaniques dues à la pression d'un fluide sur la surface d'une pièce :
p : pression (en Mpa ou Pa) 1 bar = 10
5
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 :
f : flèche du ressort (f = l
0
- l)
l
0
: 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
VII Résultante des forces :
On appelle résultante d'un système de forces
1/2
A,
3/2
B,… ,
n/2
Xla 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.
( ) ( ) ( ) k ZZj YYi XX R alors
Z
Y
X
B et
Z
Y
X
Aavec BA R Si
BABABA
B
B
B
1/2
A
A
A
1/23/21/2
rrr
+++++=
+=
1
B
i p.S Bf/1
r
=
x
y
0
i p.S B
f/1
r
=
B
y
x
x
y
A
j k.f- A
0/1
r
=
2
1
0
l
f
∅
d
∅
D
l
0
p.S B
f/1
=
R
3/2
B
1/2
A
f = l - l
0
k.f A
0/1
=
Flèche
Effort
j k.f- A
0/1
r
= avec
n
.
D
.
8
d . G
k
3
4
=