M SERRE 2PRO OL ; NOMS DU BINOME :
HYGIENE ET SECURITE 1 (HS1)
COMMENT PREVENIR LES RISQUES LIES AUX GESTES ET POSTURES ? TP5 : LE MOMENT D'UNE FORCE
I) SOLIDE MOBILE AUTOUR D'UN AXE.
I.1) Analyse.
Sur la photo ci-contre, on a représenté 3 forces. D'après vous, laquelle permet de fermer la porte ?
La force F3 I.2) Conclusion.
Pour provoquer une rotation, il faut que la droite d'action de la force soit dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation.
II) MOMENT D'UNE FORCE.
II.1) TP
On modélise la force exercée par une main pour fermer une porte par le TP décrit ci-dessous.
Matériel : Tableau magnétique Dynamomètre à cadran 5 N
Barre à trous Axe magnétique
Masse de 200 g Règle 30 cm mini
a) Réaliser les trois montages ci-dessus et compléter le tableau ci-dessous.
Distance d (en cm) entre l'axe de
rotation de la barre et la masse 1 cm 19 cm 36 cm
Distance d (en m) 0,01 m 0,19 m 0,36 m
Masse m accrochée (en kg) 0,2 kg 0,2 kg 0,2 kg
Poids P (en N) de la masse 0,2*10 = 2 N 2 N 2 N
Force F (en N) au dynamomètre 0,2 N 1,4 N 2,2 N
P x d (en N.m) 2*0,01 = 0,02 N.m 2*0,19 = 0,38 N.m 2*0,36 = 0,72 N.m b) Qu'en concluez-vous pour le TP ?
Plus la masse est loin de l'axe de rotation, plus P x d est important ou plus la masse est proche de l'axe de rotation plus la force exercée sur le dynamomètre est faible
Point d'accroche du fil du dynamomètre
Point d'accroche du fil du dynamomètre
Point d'accroche du fil du dynamomètre
Axe magnétique Masse de 200 g
Axe magnétique Masse de 200 g
Axe magnétique Masse de 200 g
F3 F2
F1
Main Main Main
O
d
F
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COMMENT PREVENIR LES RISQUES LIES AUX GESTES ET POSTURES ? TP5 : LE MOMENT D'UNE FORCE
c) Qu'en concluez-vous pour la force exercée sur la porte, par rapport à l'axe de rotation, sur la série des trois premières photos de la 1ère page ?
Plus la force exercée est loin de l'axe de rotation, plus la porte sera facile à fermer car l'effet de la force est amplifié.
II.2) Définition du moment d'une force.
Le moment d'une force permet de connaître l'efficacité de cette force sur la rotation d'un objet.
Le moment M d'une force est égal au produit de la valeur de la force par la distance d qui sépare l'axe du support de la force.
M(((( ⃗⃗⃗⃗F////∆∆∆ ))))=∆ ===F x d
avec F : valeur de la force, en N ;
d : distance entre la droite d'action de la force et l'axe de rotation ∆∆∆∆, en m ; M : moment de la force, en N.m
Remarque : d est appelé « le bras de levier »
II.3) Application : le diable.
• A partir de la photo ci-contre, dire dans quel sens chaque force influence la rotation.
• Exprimer le moment de chacune des forces par rapport à l'axe de rotation O.
II.4) QCM1+2+4+5 + Exercices 2 + 3 page 24.
II.5) Approfondissement : exercices 5+7+8 pages 25+26.
