Equilibre d'un solide soumis à trois forces
Découvrir les conditions d'équilibre d'un solide soumis à 2 forces. Classe
concernée. CAP / BEP ... Quelles sont les 3 forces qui s'exercent sur la corde ? ?
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Thème : HS1 Comment prévenir les risques liés aux gestes et postures ?
Capacité : vérifier expérimentalement les conditions d'équilibre d'un solide soumis à deux ou trois forces de droites d'action non parallèles.
Dans la suite du document, ce symbole signifie "Appeler le professeur".
Une tôle de masse M = 200 kg est soulevée et mise en place à l'aide d'un palan. Cette tôle est mobile autour d'un axe D.
Le but de cet exercice est de déterminer la valeur de la force qui s'exerce sur l'axe D.
On modélise la situation précédente par le système représenté ci-contre : une plaque de masse m = 200 g est suspendue à l'aide d'un dynamomètre qui exerce une force EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );F) au point A.
La plaque est mobile autour d'un axe D.
1 . Réaliser le montage expérimental schématisé ci-contre, où la plaque est en équilibre :
Ï% le dynamomètre exerce sur la plaque une force dont la droite d'action forme avec le plan horizontal un angle de 40°,
Ï% le bord supérieur de la plaque est horizontal.
Relever la valeur lue sur le dynamomètre :
F = ...........................................
Appel n°1 : Faire vérifier le montage et la mesure.
2 . Noter les caractéristiques du poids EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );P) de la plaque et de la force EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );F) exercée par le dynamomètre sur la plaque en complétant les deux premières lignes du tableau ci-dessous :
Forces exercées sur la plaqueNotationDroite d'action
Sens
Valeur (en N)Poids de la plaque EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );P)Force exercée par le dynamomètre EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );F)Force exercée par l'axe EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );R)3 . Ouvrir le fichier Geogebra donné, et construire, à l'aide des outils du logiciel, le dynamique des forces appliquées à ce solide.
On commencera par tracer la force EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );F), puis on appliquera les conditions d'équilibre d'un solide soumis à trois forces.
Appel n°2 : Faire vérifier le dynamique.
4 . A l'aide des outils du logiciel, déduire du dynamique précédent la valeur de la force EQ \o(\s\up9( EMBED Word.Picture.8 );R).
R = ...........................................
5 . Sachant que :
la masse de la tôle est 1 000 fois plus grande que la masse de la plaque utilisée pour la modélisation,
le coefficient précédent s'applique aussi aux valeurs des autres forces,
calculer la valeur de la force exercée sur l'axe dans la situation réelle :
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