Séance 13 - Équilibre d’un solide soumis à deux forces

Sommaire

I- Activité expérimentale

II- Bilan des forces exercées sur le système étudié

III- Caractéristiques des forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$

IV- Représentation des forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$

V- Conclusion

VI- Exercices

6-1/ Exercice 1

6-2/ Exercice 2

6-3/ Exercice 3

6-4/ Exercice 4

I- Activité expérimentale

On réalise le montage suivant :

Une plaque de carton est soumise aux actions simultanées de 2 fils tendus reliés à des dynamomètres.

II- Bilan des forces exercées sur le système étudié

La plaque de carton est très légère et suspendue à deux dynamomètres, on peut donc négliger la force exercée par la terre sur la plaque.

La plaque est en équilibre sous l’action de deux forces :

• $\overrightarrow{F_1}$ : la force exercée par le dynamomètre $D_1$.
• $\overrightarrow{F_2}$ : la force exercée par le dynamomètre $D_2$.

III- Caractéristiques des forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$

D’après le tableau ci-dessus, on constate que les deux forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$ ont :

• La même droite d’action.
• La même intensité$\left(F_1=F_2\right)$ .
• Des sens opposés $\left(\overrightarrow{F_1}=-\overrightarrow{F_2}\right)$.

IV- Représentation des forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$

On prend comme échelle $1cm\to 1,5N$

D’après cette échelle, les forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$ sont représentées par des flèches de longueur $2cm$.

V- Conclusion

Lorsqu’un solide soumis à deux forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$ est en équilibre, alors:

1. Les deux forces $\overrightarrow{F_1}$ et $\overrightarrow{F_2}$ ont la même droite d’action.

2. $\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}=\overrightarrow{0}$ (les deux forces ont la même intensité et des sens opposés).

VI- Exercices

6-1/ Exercice 1

Déterminer est ce le corps en équilibre ou non :

• Figure 1 : _______
• Figure 2 : _______
• Figure 3 : _______
• Figure 4 : _______
• Figure 5 : _______
• Figure 6 : _______

VI- Exercices

6-2/ Exercice 2

Représenter les forces qu’il est nécessaire d’appliquer aux points O aux solides ci-dessous pour qu’ils soient en équilibre :

VI- Exercices

6-3/ Exercice 3

Un livre est en équilibre sur un plan horizontal :

Son poids est de $5N$.

1. Compléter le tableau ci-dessous avec les caractéristiques des 2 forces qui s’exercent sur le livre.

2. Représenter les 2 forces (Unité graphique : $1cm\to 2N$)

VI- Exercices

6-4/ Exercice 4

On donne le montage mécanique défini par le schéma suivant :

1. le solide à une masse négligeable,Faire l’inventaire des forces exercées sur le solide.

2. Faire le tableau des caractéristiques des forces agissant sur le solide.

3. Calculer l’intensité de la force $\overrightarrow{F_1}$ exercée par le dynamomètre sachant que l’index de celui-ci se trouve sur la division $2,7$. (Ne pas oublier les caractéristiques lues sur le schéma.)

4. Dessiner les actions en complétant la figure suivante :