Comment éviter le basculement d’un corps?

Force et poids d'un corps

Sommaire Observations Définitions

Actions mécaniquesDéfinitions

Notion de force

Notion de poids

1. Caractéristiques du poids

a) Définition

b) Caractéristiques du poids

c) Intensité de la pesanteur

2. Équilibre d’un objet

ObservationsObserver les situations suivantes 

1. L’action mécanique de Léo sur la voiture permet de maintenir celle-ci en équilibre sur le plan incliné.

2. L'action mécanique du vent sur la voile provoque le mouvement de la planche

3. L'action mécanique de Fred sur l'élastique déforme celui-ci.

4. L'action mécanique du pilote sur le volant modifie le mouvement de sa voiture.

Dans le premier cas il s'agit de l'effet statique d'une action mécanique, dans les trois autres cas il s'agit d'un effet dynamique.L’action du vent sur la voile est une action répartie sur toute la surface de la voile, les autres actions sont considérées comme ponctuelles.

Observez les situations ci-dessous. En vous inspirant des commentaires précédents, précisez les effets produits par l'action mécanique:

a) du vérin sur la benne. Réponses :

Le vérin provoque le mouvement de la benne

b) de l'airbag sur le conducteur de la voiture. Réponses

L’airbag modifie le mouvement du conducteur

c) de Léo sur la valiseRéponses :

Léo maintient la valise en équilibre

d) de la cintreuse sur le tube. Réponses :

La cintreuse déforme le tube

Actions mécaniques: Définitions

1.Actions mécaniques :

a) Une action mécanique est capable:de provoquer le mouvement d'un objet,de modifier son mouvement, de le maintenir en équilibre, de le déformer.

b) Action de contact, action à distance Une action est dite action de contact lorsqu'il y a contact entre le corps qui exerce l'action et le corps qui la subit.Lorsqu'il n'y pas contact elle est dite à distance (exemple: action exercée par un aimant sur un morceau de fer).

c) Action répartie, action ponctuelle

Lorsque la surface de contact est considérée comme suffisamment petite, l'action est ponctuelle.

Sinon l'action est répartie.

2. Notion de forcea) Une force est une action mécanique ponctuelleb) Une force est caractérisée par:

– un point d'application (le point de contact), – une droite d'action,– un sens,– une intensité (en newton).

c) Une force se mesure à l’aide d’un dynamomètred) Une masse est mesurée à l’aide d’une balance

e) Une force est représentée par un vecteur noté échelle : 1 cm pour 50 N.La force exercée par Léo sur la valise au point A a une valeur de F = 100 N

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1. Caractéristiques du poids d’un corps

3. Notion de poids

a) DéfinitionOn appelle poids d'un corps, l'action exercée par la Terre sur un corps situé dans son voisinage.Le poids d'un corps est une action à distance.

b) CaractéristiquesPoint d'application: centre de gravité G, Droite d'action: verticale passant par G, Sens: de haut en bas,valeur: P = m g

Dans cette formule: m est la masse exprimée en kilogramme (kg),g l'intensité de la pesanteur exprimée en N/kg, et P la valeur du poids exprimée en newton (N).

G

P P = 100 N

1 cm 10 N

Tableau des caractéristiques d'un poids peuvent être présentées sous forme de tableau :

Poids Point d'applicationDroite

d'actionSens

Valeur du poids (en newton)

G 100 NP

La valeur du poids dépend du corps mais également du lieu.La masse est une caractéristique du corps; elle représente la quantité de matière de ce corps. C'est une grandeur invariante.Le centre de gravité correspond au point d'équilibre du corps.

c) Intensité de la pesanteur

Quelques valeurs de l'intensité de la pesanteur(N/kg)

Pôles 9,832

Moscou 9,815

Paris 9,809

Perpignan 9,804

Kyoto 9,776

Mont Everest 9,773

L’intensité de la pesanteur varie avec le lieu.

2. Équilibre d’un objet

Centres de gravité de solides simples

Le centre de gravité d’un marteau est décalée vers la tête

•Un point important: le centre de gravité

Le centre de gravité d’un objet ou d’un système est le point d’application de son poids.

- Si un objet homogène admet un centre, alors ce point est le centre son centre de gravité.- Si l’objet n’est pas homogène, le centre de gravité est déplacé vers la zone la plus lourde.- La position du centre de gravité bouge lors du déplacement de l’objet.

•Condition d’équilibre d’un objet

Le solide bascule dès que la verticale de G sort de la base de sustentation qui est, ici, le quadrilatère ABCD

Un objet posé sur un plan horizontal, est en équilibre si la verticale passant par son centre de gravité coupe la base de sustentation.