HS 13 Comment soulever facilement un objet ?
Exercice N°1 :
Pour chacune des questions, cocher la bonne réponse.
1) Un solide est mobile autour de l'axe ∆, une force appliquée au solide est parallèle à ∆.
Alors la force :
s'oppose à la rotation du solide autour de son axe.
n'a aucun effet de rotation sur le solide.
favorise la rotation du solide autour de son axe.
2) Une poignée de porte n'est jamais placée au voisinage de l'axe de rotation formé par les gonds pour:
des raison d'encombrement.
allonger le bras de levier.
raccourcir le bras de levier.
3) Le moment d'une force par rapport à un axe est nul si:
l'intensité de la force est trop importante.
la distance entre la droite d'action de la force et l'axe de rotation est très grande.
la droite d'action de la force coupe l'axe de rotation.
4) La droite AB pivote autour de l'axe de rotation ∆.
Le moment de la force par rapport à l'axe ∆ s'écrit:
d1
F F M∆( )= ×
d3
F F M∆( )= ×
d2
F F M∆( )= ×
5) Un cycliste exerce sur la pédale de son vélo une force de 360 N. La longueur de la manivelle du pédalier est 18 cm.
) (F
M∆ = 6 480 Nm )
(F
M∆ = 2 000 Nm )
(F
M∆ = 64,8 Nm )
(F
M∆ = 20 Nm
6) Un couple de forces est un ensemble de forces:
de même direction, de sens contraire et de même intensité.
de même direction, de même sens et de même intensité.
de même direction, de même sens et d'intensités différentes.
7) Une filière est utilisée pour fileter une tige métallique prise dans un étau. On applique des forces de même intensité aux extrémités de la tige comme indiqué sur le schéma ( F = 50 N). La distance entre les droites d'action des forces est 200 mm. Le moment du couple de force est égale à:
) (C
M = 10 Nm )
(C
M = 0,25 Nm )
(C
M = 10 000 Nm )
(C
M = 250 Nm
Exercice N°2 :
Un barre à trous est maintenue en équilibre en fixant 3 plateaux contenant chacun une masse comme le représente le schéma suivant:
m1 = 200 g
m2 = 500 g
m3 = 500 g 10 cm
Calculer les poids des masses correspondant à m1 , m2 et m3. (On prendra g = 10 N/kg) m1 = kg.
P1 = x = N.
m2 = m3 = kg.
P2 = P3 = x = N.
Calculer les distances d1, d2et d3 séparant chaque plateau de l'axe.
d1 = m.
d2 = m.
d3 = m.
Calculer les moments de chaque force )
(P1
MO = P1 x d1 = x = N.m.
) (P2
MO = P1 x d1 = x = N.m.
) (P3
MO = P1 x d1 = x = N.m.
Calculer MO(P1) + MO(P2) = + = N.m.
Compléter l'expression suivante par oui ou par non.
Le théorème des moments est vérifié : . Exercice N°3 :
Un ouvrier utilise un pied de biche pour arracher un clou. Au point M, il exerce une force FM d’intensité 90 N, perpendiculaire au manche du pied de biche. Le pied de biche exerce une force FC sur la tête du clou, perpendiculairement au pied de biche.
Le pied de biche pivote autour de l’axe de rotation ∆.
∆∆∆∆
6 cm
40 cm
M
C
F
CF
M1) Calculer le moment de la force FM exercée en M par la main de l’ouvrier.
) (FM
M∆ = FM x = N.m.
2) Sachant que M∆(FC)= M∆(FM)
Calculer l’intensité de la force exercée en C sur la tête du clou par le pied de biche.
FC = N.
Exercice N°4 :
Le chargeur représenté ci-dessous se compose :
G2
G3
G1
∆∆∆∆
2,40 m 1,20 m 0,55 m
Châssis
Système de levage
Godet Chargement
- d’un châssis et du conducteur de masse 400 kg ; - de son chargement de masse 420 kg ;
- d’un système de levage et du godet de masse 150 kg.
Le poids du châssis s’applique au point G1. Le poids du chargement au poing G2.
Le poids du système de levage au poing G3.
1) Calculer les intensités des poids P1, P2 et P3 du châssis, du chargement et du système de levage (on prendra g = 10 N/kg).
P1 = x = N.
P2 = x = N.
P3 = x = N.
2) Calculer le moment du poids P1 par rapport à l’axe ∆ de la roue avant.
) (P1
M∆ = x = N.m.
3) Calculer le moment du poids P2 par rapport à l’axe ∆ de la roue avant.
) (P2
M∆ = x = N.m.
4) Calculer le moment du poids P3 par rapport à l’axe ∆ de la roue avant.
) (P3
M∆ = x = N.m.
5) Le chargeur ainsi chargé pivote-t-il vers l’avant autour de l’axe ∆ comme s’il était en surcharge ? Répondre par oui ou par non.
le chargeur (ne) pivote (pas) autour de l’axe ∆.
