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Activité

①

OBJECTIFS Calculer le moment d’une force. Appliquer correctement la relation

1- Observation

① Quelle est l’image qui demande le moins d’effort pour soulever le meuble ? ……………..… ② Expliquer votre choix.

2- Le moment d’une force

Le moment par rapport a un axe d’une force , orthogonale à cet axe, est égal au produit

de la valeur de F de la force par la distance d séparant l’axe de la droite d’action de la force :

symbole F D

Grandeur Moment d’une force Force Distance

Unité Newton.mètre

(N.m) Newton

(N) Mètre

(m)

Son sens est positif si la force fait tourner la pièce dans le sens des aiguilles d’une montre. () Son sens est négatif si la force fait tourner la pièce dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. ()

Remarque : Le moment du poids MP/ Le poids est une force donc le moment du poids s’exprime par la relation suivante :

Les unités sont les mêmes.

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3- Applications

Exercice n°1 : On exerce une force de 10 daN sur la clef. La distance d1 = 200 mm. ① Exprimer la force en Newton. ②Le moment est-il positif ou négatif et pourquoi ? ③Quel sera le moment force de serrage sur la vis.

Exercice n°2 On réalise l’équilibre ci-contre : OA = 4 mètres ; OB = 1 mètre ; mA = 100 g ; mB = 400 g ① Calculer le poids de la masse A.

② Calculer le poids de la masse B.

③ Tracer sur la figure ci-contre les vecteurs poids et

(Echelle : 1 cm 1 N)

④ Calculer le moment du poids .

⑤ Calculer le moment du poids .

⑥Que constatez-vous ? La barre est-elle en équilibre.

3

Activité

②

OBJECTIFS Etre capable de visualiser un couple de forces. Calculer le moment d’un couple en appliquant la relation

1- Activité documentaire

La croix permettant de démonter la roue, le tire-bouchon sont chacun soumis à l’action de deux forces, qu’on a représentées par des flèches. ① Que pouvez-vous dire des droites d’action (ou directions) des deux forces ?

② Que pouvez-vous dire des sens des deux forces ?

③ Comparez l’intensité de chaque force, que pouvez-vous dire ?

④ Préciser sur les schémas les sens de rotation de chaque solide soumis à un couple de force en utilisant les flèches ou .

2- Moment d’un couple

Un couple de forces est un ensemble de deux forces

capable de

faire tourner un solide dans un sens donné, ces forces ont : - Des droites d’actions (ou direction parallèles et distinctes ;

- Des valeurs égales : F1 = F2 = F (même intensité)

- Des sens opposés.

Le moment d’un couple d’une force par rapport a un axe est donné par :

d est la distance entre les droites d’actions. (Sur le schéma, c’est la distance AB)

symbole F d

Grandeur Moment d’une couple Force Distance

Unité Newton.mètre

(N.m) Newton

(N) Mètre

(m)

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3- Application Un garagiste visse le boulon d’une roue à l’aide d’une clé en croix. Les deux extrémités de la clé sont distantes de 40 cm. Le garagiste applique à chaque extrémité de la clé une force de 15 daN. ① Exprimer la force exercée en Newtons.

② Calculer le moment du couple exercé par le garagiste.

③ Le couple est transmis au boulon de diamètre 25 mm. Calculer la valeur des forces transmises au boulon.

④ Pour dévisser ce boulon le garagiste change de matériel, il utilise une clé à pipe de 20 cm de longueur. Calculer la valeur de la force à appliquer à la clé. (Le moment est toujours égal à 60 N.m). Conclure quant au résultat trouvé.

⑤ Calculer le quotient de la force exercée au niveau de l’écrou par rapport à la force exercée par les

mains du garagiste. Proposer une conclusion.