Mécanique : Moment d'inertie et Forces

La conservation de l’énergie mécanique stipule que l’énergie totale d’un système reste constante, même si elle change de forme.

L’énergie potentielle est liée à la position d’un objet par rapport à un point de référence.

L’énergie cinétique est liée au mouvement d’un objet.

Une force est une cause capable de modifier l’état de mouvement d’un objet.

Le point d'application d'une force est le point auquel la force s'applique sur l'objet.

La direction d'une force est la droite sur laquelle agit la force.

Le sens d'une force indique si elle pousse ou tire l'objet.

L'intensité d'une force est la valeur de la force, mesurée en Newtons.

Le moment d'inertie mesure la résistance d'un objet à la rotation. Plus il est élevé, plus il est difficile de faire tourner ou d'arrêter l'objet.

Le moment d'inertie est calculé par la formule I = m x r² où I est le moment d'inertie, m est la masse et r est le rayon de giration.

Le rayon de giration représente la distance moyenne des masses d'un objet par rapport à l'axe de rotation.

Plus les masses sont proches de l'axe de rotation, plus le rayon de giration est petit et donc le moment d'inertie est faible. Inversement, si les masses sont loin de l'axe, le rayon de giration est grand et le moment d'inertie est élevé.

Le rayon de giration influence le moment d'inertie plus que la masse elle-même.

Le moment d'une force est une grandeur qui traduit l'effet de rotation qu'une force exerce sur un objet.

Le bras de levier est la distance perpendiculaire entre le point d'application de la force et l'axe de rotation.

L'équilibre d'un corps est atteint lorsque la somme des forces et la somme des moments appliqués à ce corps sont nulles.

Le bilan de forces est une analyse des forces appliquées sur un corps pour comprendre son mouvement.

Le référentiel d'étude est un système de référence par rapport auquel on étudie le mouvement.

Système étudié : l'ensemble des objets que l'on considère dans une situation donnée.

La loi de Newton stipule que la somme des forces appliquées à un système est égale à la masse du système multipliée par son accélération.

Le schéma de forces représente graphiquement les forces qui agissent sur un système.

Une force est la cause ou la tendance à causer un changement de position ou de forme d'un corps. Elle est responsable du mouvement.

Les forces externes agissent sur un système à partir de l'extérieur, modifiant son mouvement ou le maintenant immobile. Exemples : frottements, poids, tension.

Les forces internes agissent à l'intérieur d'un système, assurant son intégrité. Exemples : forces musculaires, forces élastiques, forces de compression.

La représentation d'une force est un vecteur. Il est caractérisé par le point d'application, la direction, le sens et l'intensité. L'intensité est exprimée en Newtons.

La déformation d'un corps est un changement de sa forme ou de ses dimensions sous l'effet d'une force. Exemple : le pliage d'une feuille de papier.

Une force peut modifier la vitesse de translation d'un objet, l'accélérant ou le décélérant. Exemple : la poussée d'un objet sur une table.

Une force peut modifier la vitesse de rotation d'un objet, le faisant tourner plus vite ou plus lentement. Exemple : l'action d'une pédale de vélo.

Un levier est un outil simple qui utilise un point d'appui pour amplifier la force. Il en existe trois types : l'inter-appui, l'inter-résistant et l'inter-moteur.

Le point d'appui est le point fixe autour duquel le levier pivote. Il est essentiel pour le mouvement du levier.

Dans un levier inter-résistant, le point d'application de la résistance est situé entre le point d'appui et le point d'application de l'effort musculaire. Ce type de levier favorise la force.

Dans un levier inter-moteur, le point d'application de l'effort musculaire est situé entre le point d'appui et le point d'application de la résistance. Ce type de levier favorise la vitesse.

L'avantage mécanique (AM) indique combien de fois un système peut multiplier une force motrice. Il est calculé en divisant la somme des forces résistantes par la somme des forces motrices.

L'avantage mécanique est inférieur à 1 lorsque les forces motrices sont supérieures aux forces résistantes, ce qui permet de soulever la barre.

La première loi de Newton stipule que si la somme des forces externes est égale à zéro, alors la vitesse du centre de gravité du corps est constante.

La deuxième loi de Newton stipule que la somme des forces externes est égale à la masse du corps multiplié par l'accélération de son centre de gravité.

La troisième loi de Newton stipule que pour toute action, il existe une réaction de même intensité et de sens opposé.

Le moment d'inertie est une mesure de la résistance d'un objet à la rotation. Plus le moment d'inertie est élevé, plus il est difficile de faire tourner l'objet.

La diminution du moment d'inertie rend plus facile la rotation d'un objet. Cela se traduit par une augmentation de la vitesse de rotation.

La troisième loi de Newton stipule que pour chaque action, il y a une réaction de même intensité mais de sens opposé. Ce principe explique l'interaction entre deux objets.

L'action et la réaction correspondent à deux forces égales et opposées qui s'exercent sur deux objets différents lors d'une interaction.