LES FORCES ÉQUILIBRE D UN SOLIDE

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1 LES FORCES ÉQUILIBRE D UN SOLIDE Activité n 1 Les forces Effets des actions mécaniques Que provoque l'action du pied sur le ballon? Que provoque l'action d'un tireur à l'arc sur la corde de l'arc? Que provoque l'action d'une raquette de tennis sur la balle lorsque celle-ci est renvoyée à l'adversaire? Que provoque l'action d'un haltérophile sur les haltères? Les actions mécaniques permettent : Les actions mécaniques ont un effet dynamique ou statique. Remarque : lorsqu un corps A eerce une action mécanique sur un corps B, le corps B eerce de la même manière une action mécanique sur le corps A. On parle d interactions mécaniques Les forces Équilibre d un solide 1

2 Nature des actions mécaniques Nature des actions mécaniques Eemples Le pied du footballeur sur le ballon au moment du tir. Le vent dans les voiles d'un voilier. La Terre sur un objet lâché d une certaine hauteur. La force : un modèle pour l'action mécanique localisée Caractéristiques d'une force Une force est caractérisée par : L'unité de force est d'une force se mesure à l'aide d'un Deu types de Les forces Équilibre d un solide 2

3 Représentation d'une force Lorsqu'on connaît les 4 caractéristiques d'une force, on peut la représenter par un vecteur-force (flèche). Eemple : Représentons la force eercée par l intermédiaire de la corde C, horizontalement, vers la droite, au point O du solide S et dont l'intensité (la valeur) est 3 N. Cette force est notée C/S (échelle : 0,5 N/cm) S O C Principe des interactions Lorsqu un corps A eerce une force A/B sur un corps B, alors le corps B eerce une force B/A sur le corps A telle que A/B = - B/A. Représentation du dynamique de deu forces Voir livre Sciences physiques BEP Nathan Technique : Méthode : Tracer le dynamique de deu forces page 145 En utilisant cette méthode déterminons la force résultante dans le cas suivant : F F O Force Point d application Droite d action Sens Intensité F F F + F Les forces Équilibre d un solide 3

4 Activité n 2 Équilibre d un solide Équilibre d un solide soumis à deu forces a- Epérience Une plaque de polystyrène dont le poids est négligeable est soumise à l action de deu forces par l intermédiaire De deu fils tendus. Deu dynamomètres D 1 et D 2 mesurent l intensité de ces forces. A A 2 D 1 1 D 2 Observations : Tableau des caractéristiques Force Point d application Droite d action Sens Intensité Représentation des forces Dynamique des forces A 1 A 2 b- Conditions d équilibre Les forces Équilibre d un solide 4

5 Équilibre d un solide soumis à trois forces D 1 a- Etude epérimentale Une plaque de polystyrène de poids négligeable est soumise à l action de trois forces F 1, F2 et F3 par l inter -médiaire de trois fils tendus. Trois dynamomètres mesurent ces forces. A 1 A 3 A 2 D 2 Observations : D 3 Tableau des caractéristiques Force Point d application Droite d action Sens Intensité Représentation des forces Dynamique des forces O b- Conditions d équilibre Les forces Équilibre d un solide 5

6 Activité n 3 Poids et masse d un corps Le poids d un corps a- Définition b- Caractéristiques du poids d un corps Epérience Suspendons en un point A une plaque en bois (S) à un dynamomètre (D). Traçons sur la plaque la direction de la force. Recommençons en suspendant la plaque en B, puis en C. Etudions l'équilibre de cette plaque. Observations : B A C Conclusion Les caractéristiques du poids d'un corps sont : Les forces Équilibre d un solide 6

7 La masse d un corps a- Définition b- Relation entre poids et masse Epérience Mesurons la masse et le poids de différents corps; complétons le tableau ci-dessous : m (kg) P (N) P m Relation entre poids et masse Remarque : L'intensité de la pesanteur diminue avec l'altitude (elle diminue lorsque l'altitude augmente ) et la latitude (elle diminue des pôles à l'équateur). Les forces Équilibre d un solide 7

8 Activité n 4 Détermination des caractéristiques d une force Voir livre Sciences physiques BEP Nathan Technique : Méthode : Déterminer les caractéristiques d une force page 149 En utilisant cette méthode déterminons la force résultante dans le cas suivant : Soit un abri de préau de poids 300 dan, fié au mur en A et maintenu par un tirant BC. C Les trois forces qui s eercent sur l abri sont : B G A M U R C Détermination de la droite d action de R : B G M U R A Détermination des intensités de R et F O Les forces Équilibre d un solide 8