Cours du 18 et 25112024 - Physique PDF

4) Force de tension les "forces de tension" exercées sur un corps : ce sont des forces qui tirent sur un élément d'un corps comme par exemple, la tension exercée par un fil ou par un ressort.  Tension exercée par un fil Tension exercée par un ressort...

4) Force de tension les "forces de tension" exercées sur un corps : ce sont des forces qui tirent sur un élément d'un corps comme par exemple, la tension exercée par un fil ou par un ressort.  Tension exercée par un fil Tension exercée par un ressort Avec k: constante de raideur Δx: l’allongement du ressort Exercice : Un bloc, de masse m=1kg , est posé sur une surface rugueuse inclinée d’un angle θ par rapport à l’horizontale. En augmentant graduellement la valeur de θ, on a effectué les observations suivantes : - le bloc a commencé à glisser lorsque l’angle a atteint la valeur θ = 20° ; - son accélération était de 3,2 m /s2 pour θ = 30°. Déterminer et calculer les valeurs des coefficients de frottements statique et dynamique.  5) Opération sur les forces 1-Les systèmes de forces dans l’espace Les systèmes de forces sont classés en trois catégories : -Concourants : les lignes d’action de toutes les forces du système passent par un même point. C’est ce que l’on appelle forces concourantes en un point. -Parallèles : les lignes d’actions des forces sont toutes parallèles, on dit aussi elles s’interceptent à l’infini - Non concourantes et non parallèles : les forces ne sont pas toutes concourantes et pas toutes parallèles. 2- Résultante de deux forces concourantes Parallélogramme de deux forces  3-Résultante de plusieurs forces concourantes 3-1 Méthode du parallélogramme des forces On peut faire la somme de plusieurs forces appliquées en un point commun, en faisant leur composition suivant la règle du parallélogramme  3-2 Règle du polygone des forces Pour la construction du polygone des forces, on respecte le sens et la direction de chaque force Polygone des forces La ligne brisée ABCDEF s’appelle polygone des forces et le segment AF, vecteur fermant le polygone s’appelle la résultante des forces.  Composition des forces concourantes (analytiquement) La résultante de plusieurs forces concourantes … qui agissent sur un corps, est une force unique ayant les mêmes effets sur ce corps que les forces composantes agissant simultanément Si les forces sont coplanaires (dans le même plan) dans le plan Oxy le module de et et la direction est donnée par l’angle tel que  4. Equilibre d'un système de forces concourant 1) Définition Un système de forces concourant est dit « à l’équilibre » dans un repère déterminé, si appliqué à un corps, il ne modifie pas l’état de repos ou de mouvement de ce corps dans ce repère.  Equilibre d’un système de trois forces, (théorème des trois forces) Si un corps soumis à trois forces , , est en équilibre : – les trois forces sont coplanaires et concourantes ; – la somme vectorielle des trois forces est nulle. La deuxième condition s’exprime par la relation vectorielle : Pour que le système de forces concourantes et coplanaires soit en équilibre, il faut et il suffit que le polygone des forces soit fermé. Théorème des sinus  5-Exemple d’application Une bille homogène O de poids 12 KN, repose sur deux plans inclinés polis AB et BC perpendiculaires entre eux. Sachant que le plan BC fait un angle de 60° avec l’horizontal, déterminer les réactions des deux plans inclinés sur la bille. La bille se trouve en équilibre sous l’action de trois forces - Le poids dirigé verticalement vers le bas. - La réaction RA dirigée perpendiculairement au plan AB vers le centre O de la bille. - La réaction RC dirigée perpendiculairement au plan BC vers le centre O de la bille. La condition d'équilibre géométrique est basée sur la règle du polygone des forces fermé. Commençons par la construction du polygone des forces par la force connue P d’un point arbitraire A1, traçons le vecteur P. Plaçons l’origine de la force suivante, par exemple RA, à l’extrémité B1 du vecteur de la force P. Le module de RA étant inconnu. Puisque le solide est en équilibre, le triangle des forces P, RA, RC doit être fermé, d’où l’extrémité du vecteur de la force RC doit se confondre avec l’origine du vecteur P ,A1. A1 RC 60° P C1 RA 60° B1  RA RC A1 R RC 60° A P C1 R RA C 60° B1 Exemple: 1) Trouver la résultante de trois forces qui agissent sur un corps au point O ( analytiquement) 2) En déduire graphiquement la force F4 qu'il faut appliquer en O pour que le système soit en équilibre Y F1=10 N F2= 20 N F3= 30 N F2 30° 30° F1 O X 60° F3  Exercice d’application Déterminer les tensions des câbles dans la figure suivante par l’application de la relation des sinus: