I. IDENTIFIER DES ACTIONS MECANIQUES
➢ Indiquer pour chaque situation : - l’acteur de l’action mécanique - le receveur de l’action mécanique
- le type d’action mécanique : de contact ou à distance
II. MODELISATION D’UNE ACTION MECANIQUE
➢ Représenter la(les) action(s) mécanique(s) s’exerçant sur une balle de golf pendant une chute. Echelle : 1cm représente 0,1 N
Données : Masse de la balle 46g et intensité de pesanteur terrestre g = 9,81 N.kg-1
Système : {balle}
Référentiel : lié au sol (terrestre) Bilan des forces :
- Poids 𝑃⃗ :
▪ Direction : verticale
▪ Sens : vers le bas
▪ Intensité : 𝑃𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒(𝑏𝑎𝑙𝑙𝑒) = 𝑚(𝑏𝑎𝑙𝑙𝑒) × 𝑔𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒 𝐴. 𝑁. 𝑃𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒(𝑏𝑎𝑙𝑙𝑒) = 46 × 10−3× 9,81 = 0,45 𝑁
MOUVEMENT ET INTERACTIONS CHAPITRE 8
TP13 :
ACTIONS MECANIQUES - EQUILIBRE
Acteur : le sol Receveur : le skieur Action à distance
Acteur : le footballeur Receveur : le ballon Action de contact
Acteur : la raquette Receveur : la balle Action de contact
Acteur : le vent Receveur : la voile Action de contact
Acteur : le sol
Receveur : les parachutistes Action à distance
Acteur : le sol
Receveur : le parapentiste Action à distance
Echelle : Le vecteur 𝑃⃗ a pour longueur : 1×0.45
0.1 = 4.5 𝑐𝑚
III. ATTENTION CA TOMBE …
Matériel : Boite de masses, Ficelle, 2 poulies, Tableau aimanté, appareil photo
Un nœud est relié à trois fils. Au bout de ces fils, on peut accrocher de petites masses, et on dispose aussi de deux poulies pour changer la direction de traction des fils sur le nœud.
➢ Vous allez essayer de réaliser un montage similaire à la situation ci-dessus avec le matériel disponible, de manière à avoir le nœud en équilibre. On cherchera la bonne position des poulies pour garder un équilibre. (A l'équilibre, l'ensemble tient tout seul sans aide extérieur)
Aide : Le rôle des deux poulies est de changer la direction de la force exercée par la masse sur le nœud. Les forces gardent la même intensité, mais la direction dans laquelle elles s'exercent change. Il faut cependant que la poulie tourne librement, sans frottements.
MANIPULATION :
1) Trouver expérimentalement une position d’équilibre 2) Prendre en photo cette position
3) Transférer la photo sur l’ordinateur 4) Imprimer la photo
5) Calculer la valeur des 3 poids
6) Représenter ces 3 forces sur votre photo (ne pas oublier de choisir une échelle) 7) En déduire la condition d’équilibre
𝑃⃗ (4.5 cm)
QUESTIONS :
1. Calculer l’intensité des poids 𝑃⃗ 1, 𝑃⃗ 2 𝑒𝑡 𝑃⃗ 3 (Intensité de pesanteur terrestre g = 9,81 N.kg-1) (attention aux chiffres significatifs)
2. A partir de l’aide concernant la poulie, déduire la valeur et la direction des forces 𝐹 1, 𝐹 2 𝑒𝑡 𝐹 3 qui s’exercent sur le nœud
3. En prenant une échelle 1N correspond à 5 cm, représenter sur la photo ci-dessus les trois forces 𝐹 1, 𝐹 2 𝑒𝑡 𝐹 3 4. Représenter la somme des trois vecteurs 𝐹 1, 𝐹 2 𝑒𝑡 𝐹 3. En déduire la résultante des forces.
5. Compléter la formule suivante : 𝐹 1+ 𝐹 2+ 𝐹 3 = ⃗⃗⃗
6. Que se passe-t-il si on coupe un des trois fils ?
7. Compléter alors dans ce cas la formule suivante : 𝐹 1+ 𝐹 2+ 𝐹 3≠ ⃗⃗⃗
8. Conclusion
1. 2. 3. et 4. Voir sur le schéma 5. 𝐹 1+ 𝐹 2+ 𝐹 3= 0⃗
6. L’équilibre est rompu. Le système se met en mouvement 7. 𝐹 1+ 𝐹 2+ 𝐹 3≠ 0⃗
CONCLUSION
L'équilibre d'un système peut avoir lieu si la résultante des forces est égale au vecteur nul 0⃗
⃗⃗
