Devoir
Un diable est utilisé pour la manutention d'un paquet de carrelages. L'étude est
... Sachant que le moment de la force est égal au moment du poids , calculer l'
intensité de . 2.3. ... CORRECTION DU DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES.
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DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES
Exercice 1
Un diable est utilisé pour la manutention dun paquet de carrelages.
Létude est réalisée à larrêt.
La masse de lensemble « paquet diable » est égale à 90 kg.
Le centre de gravité de lensemble « paquet diable » est G et EMBED Equation.3 son poids.
Laction exercée par les mains sur le diable est une force unique EMBED Equation.3 de direction verticale appliquée en A. Lensemble « paquet diable » peut tourner autour de laxes des roue du diable.
1. Calculer le poids de lensemble « paquet diable » en prenant g = 10 N/kg.
2. Position 1 (Rappel : Maxe( EMBED Equation.3 ) = F SYMBOL 180 \f "Symbol"\h d)
2.1. Calculer le moment M1 du poids par rapport à laxe des roues.
2.2. Sachant que le moment de la force EMBED Equation.3 est égal au moment du poids EMBED Equation.3 , calculer lintensité de EMBED Equation.3 .
2.3. Donner le sens de la force EMBED Equation.3 .
3. Position 2
3.1. Donner le moment M2 du poids EMBED Equation.3 par rapport à laxe des roues.
3.2. En déduire lintensité de la force EMBED Equation.3 .
4. Position 3
4.1. Le moment de la force EMBED Equation.3 est encore égal au moment M3 du poids EMBED Equation.3 , calculer lintensité de EMBED Equation.3 .
4.2. Donner le sens de la force EMBED Equation.3 .
5. À larrêt, quelle position exige le moins deffort ?
Exercice 2
Le schéma suivant représente une girafe (une chèvre) utilisée comme grue datelier pour le levage et le déplacement de charges lourdes.
La girafe se compose dune flèche (1) articulée en O sur le bâti (2). Leffort de levage est produit par le vérin hydraulique (3) en A, alors que la charge (4) est accrochée en B.
Le vérin hydraulique est articulé en C sur le bâti (2) et en A sur la flèche (1).
Le poids de la girafe est négligeable (par rapport aux autres forces mises en jeu).
La flèche en équilibre est soumise à trois forces dont les caractéristiques connues sont consignées dans le tableau ci-dessous.
ForcesPoint dapplicationDroite dactionSensIntensité (N) EMBED Equation.3 Bverticalevers le bas4 000 EMBED Equation.3 A(AC)de C vers A EMBED Equation.3 O
1. Calculer la distance OH du point O à la droite (AC) arrondie au mm.
2. Calculer lintensité de la force EMBED Equation.3 en utilisant légalité des moments par rapport au point O de laxe de rotation des forces EMBED Equation.3 et EMBED Equation.3 .
3. En considérant FA = 12 300 N, déterminer graphiquement lintensité de EMBED Equation.3 (échelle : 1 cm pour 1 000 N) CORRECTION DU DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES
Exercice 1
Un diable est utilisé pour la manutention dun paquet de carrelages.
Létude est réalisée à larrêt.
La masse de lensemble « paquet diable » est égale à 90 kg.
Le centre de gravité de lensemble « paquet diable » est G et EMBED Equation.3 son poids.
Laction exercée par les mains sur le diable est une force unique EMBED Equation.3 de direction verticale appliquée en A. Lensemble « paquet diable » peut tourner autour de laxes des roue du diable.
1. Calculer le poids de lensemble « paquet diable » en prenant g = 10 N/kg.
P = m g P = 90 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 10 P = 900 N
2. Position 1 (Rappel : Maxe( EMBED Equation.3 ) = F SYMBOL 180 \f "Symbol"\h d)
2.1. Moment M1 du poids par rapport à laxe des roues. M1 = P SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 0,08 M1 = 72 Nm
2.2. Le moment de la force EMBED Equation.3 est égal au moment du poids, soit : M1 = Maxe( EMBED Equation.3 )
M1 = F SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 0,50 doù F = eq \s\do1(\f(M1;0,50)) F = eq \s\do1(\f(72;0,50)) F = 144 N
2.3. Sens de la force EMBED Equation.3 . La force EMBED Equation.3 est verticale dirigée vers le bas.
3. Position 2
3.1. Moment M2 du poids EMBED Equation.3 par rapport à laxe des roues.
Le bras de levier est nul. Le moment de la force est donc nul : M2 = 0.
3.2. Intensité de la force EMBED Equation.3 . Le moment de la force EMBED Equation.3 est donc nul. Lintensité de EMBED Equation.3 est nulle : F = 0
4. Position 3
4.1. Le moment de la force EMBED Equation.3 est encore égal au moment M3 du poids EMBED Equation.3 , calculer lintensité de EMBED Equation.3 .
M3 = Maxe( EMBED Equation.3 ) P SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 0,10 = F SYMBOL 180 \f "Symbol"\h (0,10 + 0,65) doù F = eq \s\do1(\f(900 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 0,10;0,75)) F = 120 N
4.2. Sens de la force EMBED Equation.3 . La force EMBED Equation.3 est verticale dirigée vers le haut.
5. À larrêt, quelle position exige le moins deffort ? La position 1, lorsque le centre de gravité de la charge est à la verticale de laxe des roue : le bras de levier est alors nul.
Exercice 2
1. Distance OH arrondie au mm : OH = OA sin 60° OH = 600 sin 60° OH SYMBOL 187 \f "Symbol"\h 520 mm
2. Intensité de la force EMBED Equation.3
Égalité des moments par rapport au point O : MO( EMBED Equation.3 ) = MO( EMBED Equation.3 ) soit FA SYMBOL 180 \f "Symbol"\h OH = FB SYMBOL 180 \f "Symbol"\h OB doù FA = eq \s\do1(\f(FB SYMBOL 180 \f "Symbol"\h OB;OH)) FA = eq \s\do1(\f(4000 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 1600;520)) FA SYMBOL 187 \f "Symbol"\h 12 300 N
3. Déterminer graphique de FO (échelle : 1 cm pour 1 000 N)
On mesure : F0 SYMBOL 187 \f "Symbol"\h 9 000 N
Par le calcul dans un triangle quelconque : FO2 = FA2 + FB2 2 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h FA SYMBOL 180 \f "Symbol"\h FB cos 30°
FO2 = 12300 2 + 4000 2 2 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 12300 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h 4000 SYMBOL 180 \f "Symbol"\h eq \s\do1(\f(1;2))
FO SYMBOL 187 \f "Symbol"\h 9 059 N
T BEP date :
Ph. Georges Sciences PAGE 4/ NUMPAGES 4
Ph. Georges Sciences PAGE 3/ NUMPAGES 4
Position 1 Position 2 Position 3
1600
600
B
A
C
H
O
1
4
2
3
60°
(OB) SYMBOL 94 \f "Symbol"\h (OC)
OA = 600 mm
OB = 1600 mm
eq \o(\s\up5( EMBED Draw );OAC) = 60°
Position 1 Position 2 Position 3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
30°
