HS1 : COMMENT PRÉVENIR LES RISQUES LIÉS AUX GESTES ET POSTURES?

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1 Seconde ASSP Sciences Objectifs : HS1 : COMMENT PRÉVENIR LES RISQUES LIÉS AUX GESTES ET POSTURES? PARTIE II : COMMENT EVITER LE BASCULEMENT D UN OBJET? (QUELLES SONT LES CONDITIONS NECESSAIRES A L EQUILIBRE D UN OBJET?) Connaissances visées : Une action mécanique se caractérise par une force. Le principe des actions mutuelles (action réaction). Les caractéristiques d une force. Capacités à acquérir : Faire l inventaire des actions mécaniques qui s exercent sur un solide. Représenter et caractériser une action mécanique par une force. Vérifier expérimentalement les conditions d équilibre d un solide soumiss à deux forces ou trois forces de droites d action non parallèles. I- LES ACTIONS MECANIQUES a) Schématisation A Exerce l action ACTION MECANIQUE B Subit l action Lorsque l action mécanique est localisée, on parle alors de force. b) Principe des actions mutuelles Sur la figure ci-contre, on peut observer un livre posé sur l étagère d une bibliothèque. Le livre exerce une action sur l étagère, qui correspond à son poids, l étagère exerce alors une action opposée (appelée réaction ) qui a la même valeur que le poids du livre. Remarque : Si la valeur du poids dépasse la valeur de la réaction alors l étagère s écroule. Quand un solide A agit sur un solide B alors le solide B réagit sur le solide A. Ces deux actions sont opposées et de même valeur. C est le principe des actions mutuelles, appelé aussi principe de l action et de la réaction. 1 Seconde ASSP Sciences HS1 Partie II (5 pages)

2 II- LES CARACTERISTIQUES D UNE FORCE Dans les trois situations suivantes, les forces à exercer sont différentes. Echelle : 1cm pour 100 N Dressons le tableau des caractéristiques Notation de ces trois forces : Point d application Direction Sens Valeur Une force est définie par quatre caractéristiques : III- EQUILIBRE D UN SOLIDE SOUMIS A DEUX FORCES 1) Expérience A (S) B (2) (1) Un solide (S) est soumis à deux forces exercées par deux dynamomètres (1) et (2). 2 Seconde ASSP Sciences HS1 Partie II (5 pages)

3 Remarque :- Le poids du solide est négligeable par rapport aux forces exercées par les dynamomètres. - On note F 1 la force exercée par le dynamomètre (1) sur le solide (S). - On note F 2 la force exercée par le dynamomètre (2) sur le solide (S). Dresser le tableau des caractéristiques des deux forces : Notation Point d application Direction Sens Valeur Représenter ces deux forces sur le schéma de la page précédente en prenant comme échelle 1 cm pour 1 N. 2) Conditions d équilibre Lorsqu un solide soumis à deux forces est en.., les deux forces : ont la même.. ont la même.. sont de. opposés. On note alors : F 1 + F 2 = IV- EQUILIBRE D UN SOLIDE SOUMIS A TROIS FORCES DE DROITES D ACTION NON PARALLELES 1) Observations Léo et Fred maintiennent une caisse pesant 80 kg en équilibre. a) Faire l inventaire des forces s exerçant sur la caisse. 3 Seconde ASSP Sciences HS1 Partie II (5 pages)

4 b) La valeur de la force que doit exercer chaque manutentionnaire est-elle la même? Pouvez-vous justifier votre réponse? 2) Expérience Matériel : - Tableau magnétique - Rectangle de carton lesté (masse de 100g) - 2 dynamomètres a) Manipulation Déterminez le poids du carton lesté. Réalisez le montage expérimental de la figure ci-dessus simulant la situation de la partie 1). (Les actions des manutentionnaires sont remplacées par les actions des dynamomètres.) Relevez les mesures lues sur les dynamomètres. b) Exploitation des résultats Complétez le tableau des caractéristiques des forces s exerçant sur le carton lesté. Force Point d application Droite d action Sens Poids du carton lesté (1): P r Intensité Force exercée par le dynamomètre (2) sur le carton lesté (1) : F r 2/1 Force exercée par le dynamomètre (3) sur le carton lesté (1) : F r 3/1 4 Seconde ASSP Sciences HS1 Partie II (5 pages)

5 Complétez le schéma de l expérience en traçant les droites d action des forces. Que peut-on dire des droites d action? Tracez les segments fléchés F r 2/1 et F r représentant les forces P r, 3/1 sur le schéma ci-dessus. Echelle : 1cm pour 0,25 N Construisez le dynamique des forces (c'est-à-dire mettre bout à bout les trois segments fléchés). Que constatez-vous? 3) Bilan Un solide soumis à trois forces, non parallèles est en équilibre si : On dit alors que le dynamique des forces est fermé et l on écrit : 5 Seconde ASSP Sciences HS1 Partie II (5 pages)