Equilibre d'un solide soumis à trois forces

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.
|[pic] |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 [pic]);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 :
? le dynamomètre exerce sur la plaque une force dont la droite
d'action forme avec le plan horizontal un angle de 40°,
? le bord supérieur de la plaque est horizontal.
Relever la valeur lue sur le dynamomètre :
F = ...........................................
|[pic] |Appel n°1 : Faire vérifier le montage et la mesure. | 2 . Noter les caractéristiques du poids [pic]);P) de la plaque et de la
force [pic]);F) exercée par le dynamomètre sur la plaque en complétant
les deux premières lignes du tableau ci-dessous :
|Forces exercées|Notatio|Droite d'action |Sens |Valeur |
| |n | | |(en N) |
|sur la plaque | | | | |
|Poids de la |[pic]);| | | |
|plaque |P) | | | |
|Force exercée |[pic]);| | | |
|par le |F) | | | |
|dynamomètre | | | | |
|Force exercée |[pic]);| | | |
|par l'axe |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[pic]);F), puis on appliquera les
conditions d'équilibre d'un solide soumis à trois forces.
|[pic] |Appel n°2 : Faire vérifier le dynamique. | 4 . A l'aide des outils du logiciel, déduire du dynamique précédent la
valeur de la force[pic]);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
:
........................................................................
........................................................................
.............................. 6 . Ranger le poste de travail, et remettre ce document au professeur. Barème : 3 + 1,5 + 2 + 1 + 2 + 0,5 = 10 points
-----------------------
40° A D G