Équilibre Statique d’une Échelle
Contexte : L'équilibre statiqueUn état où un objet est au repos et le reste. La somme des forces et la somme des moments de force (torques) agissant sur lui sont toutes deux nulles..
L'étude de l'équilibre statique est fondamentale en mécanique classique et en ingénierie. Elle nous permet de comprendre comment les forces doivent s'équilibrer pour qu'un objet reste immobile. Un exemple classique et pratique est celui d'une échelle posée contre un mur. Cet exercice vous guidera à travers l'analyse des forces en jeu (poids, réactions, frottement) pour déterminer les conditions de stabilité de l'échelle.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à appliquer les deux conditions d'équilibre pour résoudre un problème concret. Vous apprendrez à choisir un point de pivot stratégique pour simplifier les calculs et à comprendre le rôle crucial du frottement statiqueLa force qui s'oppose au démarrage du mouvement entre deux surfaces en contact. Sa valeur maximale est proportionnelle à la force normale..
Objectifs Pédagogiques
- Appliquer les conditions d'équilibre statique (forces et moments).
- Construire un diagramme de corps libre correct.
- Calculer les forces de réaction et de frottement.
- Déterminer la condition de non-glissement pour un système.
Données de l'étude
Schéma de la situation
| Caractéristique | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Longueur de l'échelle | L | 5.0 | m |
| Masse de l'échelle | M | 20.0 | kg |
| Angle avec le sol | θ | 60 | degrés |
| Accélération de la pesanteur | g | 9.81 | m/s² |
Questions à traiter
- Dessiner le diagramme de corps libre (DCL) de l'échelle, en indiquant toutes les forces externes.
- Écrire les équations d'équilibre pour la somme des forces selon les axes horizontal (x) et vertical (y).
- Écrire l'équation d'équilibre pour la somme des moments de force par rapport au point de contact de l'échelle avec le sol (point O).
- Calculer les valeurs numériques de la force de réaction normale du sol (\(N_S\)), de la force de réaction normale du mur (\(N_M\)), et de la force de frottement statique (\(f_s\)).
- Déterminer le coefficient de frottement statique minimal (\(\mu_{s,\text{min}}\)) requis pour que l'échelle ne glisse pas.
Les bases sur l'Équilibre Statique
Pour qu'un corps rigide soit en équilibre statique, deux conditions doivent être simultanément satisfaites. L'objet ne doit avoir aucune accélération linéaire ni aucune accélération angulaire.
1. Équilibre des Forces
La somme vectorielle de toutes les forces externes agissant sur l'objet doit être nulle. Cela garantit l'absence d'accélération linéaire.
\[ \sum \vec{F}_{\text{ext}} = \vec{0} \quad \Leftrightarrow \quad \begin{cases} \sum F_x = 0 \\ \sum F_y = 0 \end{cases} \]
2. Équilibre des Moments de Force (Torques)
La somme vectorielle de tous les moments de force (ou torques) externes par rapport à n'importe quel point (pivot) doit être nulle. Cela garantit l'absence d'accélération angulaire.
\[ \sum \vec{\tau}_{\text{ext}} = \vec{0} \]
Le moment d'une force \(\vec{F}\) par rapport à un point O est \(\vec{\tau} = \vec{r} \times \vec{F}\), où \(\vec{r}\) est le vecteur position du point d'application de la force par rapport à O.
Correction : Équilibre Statique d’une Échelle
Question 1 : Diagramme de Corps Libre (DCL)
Principe
Le DCL est une représentation schématique de l'objet (l'échelle) isolé de son environnement, sur laquelle on dessine toutes les forces externes qui agissent sur lui. C'est l'étape la plus cruciale pour résoudre correctement un problème de statique.
Mini-Cours
La méthode du DCL consiste à "libérer" le corps de toutes ses liaisons avec l'extérieur (le sol, les murs, les câbles...) et à remplacer ces liaisons par les forces qu'elles exercent sur le corps. On distingue les forces de contact (réactions, frottement) et les forces à distance (poids).
Remarque Pédagogique
Avant de dessiner, posez-vous la question : "Qu'est-ce qui touche l'échelle et qu'est-ce qui tire ou pousse dessus à distance ?". Chaque réponse correspond à une force à dessiner sur le diagramme. La rigueur dans cette étape initiale conditionne toute la suite de l'exercice.
Normes
La construction du DCL est un principe fondamental de la mécanique, enseigné dans toutes les normes et tous les cursus d'ingénierie et de physique. C'est l'application directe de la troisième loi de Newton (principe des actions réciproques).
Hypothèses
- L'échelle est un corps rigide et indéformable.
- L'échelle est "homogène", son poids s'applique donc en son centre géométrique.
- Le mur est "lisse", il n'exerce donc pas de force de frottement.
- Le sol est "rugueux", il peut exercer une force de frottement.
Astuces
Identifiez tous les points de contact de l'échelle avec son environnement (sol, mur) ainsi que les forces "à distance" comme le poids. Pour chaque contact, déterminez la nature des forces possibles (normale, frottement).
Schéma (Avant les calculs)
Étape 1 : Isoler le système (l'échelle)
Raisonnement
Pour construire le DCL, nous suivons ces étapes :
1. On dessine l'échelle seule.
2. On ajoute la force à distance : le poids P, appliqué au centre de masse et dirigé verticalement vers le bas.
3. On analyse le contact avec le sol : le sol empêche l'échelle de s'enfoncer, il exerce donc une force normale Nₛ vers le haut. L'échelle a tendance à glisser vers l'extérieur, donc le sol exerce une force de frottement fₛ vers l'intérieur pour s'y opposer.
4. On analyse le contact avec le mur : le mur empêche l'échelle de passer à travers, il exerce donc une force normale Nₘ, perpendiculaire à sa surface. Le mur étant lisse, il n'y a pas de frottement vertical.
Schéma (Après les calculs)
Étape 2 : Ajouter toutes les forces externes
Réflexions
Le mur est "lisse", donc sans frottement ; la force de réaction \(N_M\) est purement normale (perpendiculaire) au mur. Le sol est "rugueux", il peut donc exercer une force normale \(N_S\) et une force de frottement \(f_s\) (parallèle au sol). La force de frottement s'oppose à la tendance du glissement, donc elle est dirigée vers le mur.
Points de vigilance
Les erreurs classiques sont d'oublier une force (souvent le poids) ou de mal orienter une force (en particulier le frottement, qui s'oppose toujours à la *tendance* du mouvement). Une autre erreur est de dessiner des forces internes au système.
Points à retenir
Le DCL est la carte routière de tout problème de statique. Un DCL correct contient l'objet isolé et TOUTES les forces EXTERNES qui agissent sur lui, et seulement celles-ci. Maîtriser sa construction est la compétence la plus importante.
Le saviez-vous ?
Le concept de "diagramme de corps libre" a été popularisé au début du 20e siècle par des ingénieurs et physiciens comme Irving Shames aux États-Unis et par des écoles européennes pour systématiser l'application des lois de Newton, transformant des problèmes complexes en procédures claires.
FAQ
Si le sol était parfaitement glissant (comme de la glace), le bas de l'échelle glisserait vers la droite. La force de frottement s'oppose à cette tendance naturelle au glissement, elle est donc dirigée vers la gauche.Pourquoi la force de frottement \(f_s\) est-elle vers la gauche ?
Résultat Final
Question 2 : Équations d'équilibre des forces
Principe
On applique la première condition d'équilibre (ou Principe Fondamental de la Statique) : la somme vectorielle des forces extérieures agissant sur un corps à l'équilibre doit être nulle. Cela signifie que le corps n'a pas d'accélération de translation.
Mini-Cours
Pour utiliser cette loi vectorielle, on la projette sur les axes d'un système de coordonnées cartésien (x, y). L'équation vectorielle \(\sum \vec{F} = \vec{0}\) se décompose alors en deux équations scalaires indépendantes : la somme des composantes des forces selon l'axe x est nulle, et la somme des composantes des forces selon l'axe y est nulle.
Remarque Pédagogique
Le choix de l'orientation des axes est libre, mais il est judicieux de les aligner avec le maximum de forces inconnues ou de directions principales du problème (ici, l'horizontale et la verticale). Cela simplifie grandement les calculs de projection.
Normes
Ce calcul est une application directe des lois de la mécanique de Newton, qui sont le fondement de la statique en génie civil et mécanique pour les structures macroscopiques.
Formule(s)
Première condition d'équilibre
Hypothèses
Nous considérons l'échelle comme un corps rigide indéformable et l'équilibre comme étant parfait (l'échelle est totalement immobile).
Donnée(s)
Les seules données nécessaires sont les forces identifiées sur le DCL.
Raisonnement
Le processus consiste à décomposer la condition vectorielle \(\sum \vec{F} = \vec{0}\) en deux équations scalaires. Pour ce faire, on projette chaque force sur les axes horizontal 'x' et vertical 'y'.
1. Axe horizontal (x) :On identifie les forces agissant horizontalement. La réaction du mur \(N_M\) pousse vers la droite (+x) et la force de frottement \(f_s\) retient vers la gauche (-x). La somme de ces composantes doit être nulle.
2. Axe vertical (y) : On identifie les forces agissant verticalement. La réaction du sol \(N_S\) pousse vers le haut (+y) et le poids \(P\) tire vers le bas (-y). La somme de ces composantes doit aussi être nulle.
Schéma (Avant les calculs)
DCL avec Axes de Coordonnées
Calcul(s)
Équilibre selon l'axe horizontal (x)
Équilibre selon l'axe vertical (y)
Schéma (Après les calculs)
Forces Opposées pour l'Équilibre de Translation
Réflexions
Ces deux équations simples nous donnent des informations précieuses : la force de frottement doit exactement compenser la poussée du mur (\(f_s = N_M\)), et la réaction du sol doit exactement supporter le poids de l'échelle (\(N_S = P\)).
Points de vigilance
L'erreur la plus commune ici est une mauvaise assignation des signes. Définissez clairement votre convention d'axes au début (ex: 'positif vers la droite et vers le haut') et respectez-la pour chaque force.
Points à retenir
Pour l'équilibre de translation, il faut deux équations scalaires : \(\sum F_x = 0\) et \(\sum F_y = 0\). C'est la traduction mathématique de "les forces se compensent horizontalement et verticalement".
Le saviez-vous ?
La première loi de Newton (principe d'inertie) est une version de l'équilibre des forces. Elle stipule qu'un objet reste dans son état de mouvement (repos ou vitesse constante) si la force nette agissant sur lui est nulle. La statique est le cas particulier où la vitesse est nulle.
FAQ
Traiter les vecteurs directement peut être complexe. En les décomposant en composantes scalaires selon des axes orthogonaux, on transforme un problème vectoriel en plusieurs problèmes algébriques plus simples à résoudre.Pourquoi décomposer les forces ?
Résultat Final
A vous de jouer
Si une force de vent horizontale \(F_{\text{vent}}\) poussait l'échelle vers la droite, comment l'équation d'équilibre sur l'axe x serait-elle modifiée ?
Réponse : \(\sum F_x = N_M - f_s + F_{\text{vent}} = 0\).
Question 3 : Équation d'équilibre des moments
Principe
On applique la seconde condition d'équilibre statique : la somme des moments de force (ou torques) par rapport à n'importe quel point doit être nulle. Cela garantit que l'objet n'a pas d'accélération de rotation.
Mini-Cours
Le moment d'une force \(\vec{F}\) par rapport à un pivot O est une mesure de sa capacité à faire tourner l'objet autour de O. Sa magnitude est \(\tau = F \cdot d\), où \(d\) est le "bras de levier" : la distance perpendiculaire entre le pivot et la ligne d'action de la force. Les moments qui tendent à créer une rotation anti-horaire sont généralement considérés comme positifs, et ceux horaires comme négatifs.
Remarque Pédagogique
Le choix du pivot est la clé ! En choisissant un point où une ou plusieurs forces inconnues s'appliquent (comme le point O au sol), leur bras de levier devient nul, et donc leur moment aussi. Elles disparaissent de l'équation, ce qui la rend beaucoup plus simple à résoudre.
Normes
Cette condition est une conséquence des lois de Newton pour les corps rigides. Elle est universellement appliquée en ingénierie des structures pour assurer la stabilité contre le basculement.
Formule(s)
Seconde condition d'équilibre
Définition du moment
Hypothèses
L'échelle est un corps rigide, ce qui signifie que les distances entre les points d'application des forces ne changent pas.
Donnée(s)
| Caractéristique | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Longueur de l'échelle | L | 5.0 | m |
| Angle avec le sol | θ | 60 | degrés |
Raisonnement de résolution
Le processus vise à annuler l'effet de rotation global.
1. Choisir le pivot : On choisit le point O au sol. Les forces \(N_S\) et \(f_s\) y sont appliquées. Leur distance au pivot est nulle, donc leur moment est nul, ce qui les élimine de l'équation.
2. Analyser les rotations : On regarde les autres forces. Le poids \(P\) tend à faire basculer l'échelle dans le sens horaire (négatif). La réaction du mur \(N_M\) la retient, créant une rotation anti-horaire (positive).
3. Calculer les bras de levier : Le bras de levier du poids est la distance horizontale \(d_P = (L/2)\cos\theta\). Le bras de levier de la réaction du mur est la distance verticale \(d_{NM} = L\sin\theta\).
4. Écrire l'équation : On somme les moments : (Moment de \(N_M\)) + (Moment de \(P\)) = 0.
Schéma (Avant les calculs)
Schéma des Bras de Levier par rapport au Pivot O
Calcul(s)
Somme des moments par rapport à O (anti-horaire = positif)
Calcul du moment de la force \(N_M\)
Calcul du moment du Poids P
Équation finale des moments
Schéma (Après les calculs)
Visualisation des Moments Opposés
Réflexions
L'équation des moments montre que le moment "renversant" du poids est équilibré par le moment "stabilisant" de la réaction du mur. On remarque aussi que la longueur L se simplifie, ce qui signifie que pour une échelle homogène, la stabilité à un angle donné ne dépend pas de sa longueur.
Points de vigilance
La plus grande source d'erreurs est le calcul des bras de levier. Prenez le temps de dessiner les triangles rectangles correspondants et d'utiliser correctement le sinus et le cosinus de l'angle \(\theta\).
Points à retenir
La somme des moments de force par rapport à N'IMPORTE QUEL point est nulle à l'équilibre. Le choix stratégique de ce point est la meilleure astuce pour résoudre les problèmes de statique.
Le saviez-vous ?
Le concept de moment et de levier a été formulé pour la première fois par Archimède au 3ème siècle avant J.-C. Sa célèbre citation "Donnez-moi un point d'appui, et je soulèverai la Terre" illustre la puissance de l'effet de levier.
FAQ
Oui, absolument. On aurait obtenu le même résultat final, mais les calculs auraient été plus complexes. Par exemple, en choisissant le centre de masse comme pivot, il aurait fallu inclure les moments de \(N_S, f_s\) et \(N_M\), ce qui est plus long à résoudre.Aurait-on pu choisir un autre pivot ?
Résultat Final
A vous de jouer
Si le poids de l'échelle n'était pas appliqué au centre (L/2) mais aux trois-quarts de la longueur (3L/4), comment l'équation des moments changerait-elle ?
Réponse : \(N_M L \sin\theta - P (\frac{3L}{4}) \cos\theta = 0\).
Question 4 : Calcul des forces de réaction
Principe
Cette étape consiste à résoudre le système de trois équations linéaires à trois inconnues (\(N_S, N_M, f_s\)) que nous avons établi dans les questions 2 et 3, en utilisant les valeurs numériques de l'énoncé.
Mini-Cours
La résolution d'un système d'équations consiste à trouver un ensemble de valeurs pour les inconnues qui satisfont toutes les équations simultanément. La méthode de substitution est souvent la plus simple : on exprime une inconnue en fonction des autres à partir d'une équation, puis on la remplace dans les autres équations pour réduire le nombre d'inconnues.
Remarque Pédagogique
Procédez avec méthode. Résolvez d'abord les équations les plus simples. Ici, l'équilibre vertical donne directement \(N_S\). Ensuite, l'équation des moments donne \(N_M\). Enfin, l'équilibre horizontal donne \(f_s\). C'est un cheminement logique qui minimise les risques d'erreur.
Normes
Il ne s'agit pas de normes de construction ici, mais de l'application rigoureuse des règles de l'algèbre.
Formule(s)
Système d'équations à résoudre
Hypothèses
On suppose que les valeurs numériques fournies (masse, longueur, angle) sont exactes et que l'échelle est effectivement en équilibre statique.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Masse (M) | M | 20.0 | kg |
| Gravité (g) | g | 9.81 | m/s² |
| Angle (θ) | θ | 60 | degrés |
Raisonnement
La stratégie de calcul consiste à résoudre le système d'équations de manière séquentielle, en commençant par la plus simple.
1. Calculer P : Le poids est la première valeur à calculer car il apparaît dans les autres équations (\(P=M \cdot g\)).
2. Trouver \(N_S\) : L'équation (2), \(\sum F_y = N_S - P = 0\), est la plus directe. Une fois \(P\) connu, on trouve \(N_S\) immédiatement.
3. Trouver \(N_M\) : L'équation des moments (3) contient \(P\) (maintenant connu) et \(N_M\) comme seule inconnue. On la réarrange pour isoler et calculer \(N_M\).
4. Trouver \(f_s\) : Finalement, avec \(N_M\) connu, l'équation (1), \(\sum F_x = N_M - f_s = 0\), nous donne la dernière inconnue, \(f_s\).
Schéma (Avant les calculs)
Référence : Diagramme de Corps Libre
Calcul(s)
Étape 1 : Calculer le poids P
Étape 2 : Calculer \(N_S\) avec l'équation (2)
Étape 3 : Calculer \(N_M\) avec l'équation (3)
Étape 4 : Calculer \(f_s\) avec l'équation (1)
Schéma (Après les calculs)
DCL avec les valeurs numériques des forces
Réflexions
On constate que la force horizontale exercée par le mur (\(N_M\)) et requise au sol (\(f_s\)) est bien plus faible que les forces verticales (\(N_S\) et P). Cela est dû à l'angle de 60° qui est relativement "sûr" (assez vertical).
Points de vigilance
Assurez-vous que votre calculatrice est bien en mode "degrés" pour les fonctions trigonométriques. Une erreur de mode (degrés/radians) est une source très fréquente de résultats incorrects en mécanique.
Points à retenir
La résolution d'un problème de statique 2D se ramène presque toujours à résoudre un système de 3 équations : \(\sum F_x = 0\), \(\sum F_y = 0\), \(\sum \tau = 0\). La maîtrise de cette procédure est essentielle.
Le saviez-vous ?
En génie civil, les ingénieurs ajoutent des "coefficients de sécurité". Ils s'assureraient que la structure peut résister à des forces bien plus grandes (par ex. 1.5 fois) que celles calculées à l'état nominal, pour tenir compte des incertitudes sur les charges et les matériaux.
FAQ
Toutes les forces calculées (\(P, N_S, N_M, f_s\)) sont directement proportionnelles à la masse. Si la masse doublait, toutes ces forces doubleraient également. Le coefficient de frottement minimal requis, lui, resterait inchangé (voir Q5).Et si la masse de l'échelle n'était pas de 20kg ?
Résultat Final
A vous de jouer
Si la masse de l'échelle était de 30 kg, quelle serait la nouvelle valeur de la force normale du sol \(N_S\) ?
Réponse : \(N_S = P = 30 \text{ kg} \times 9.81 \text{ m/s}^2 = 294.3 \text{ N}\).
Question 5 : Coefficient de frottement minimal
Principe
Pour que l'échelle ne glisse pas, la force de frottement statique que le sol doit fournir (\(f_s\), calculée à la Q4) doit être inférieure ou égale à la force de frottement statique maximale que le sol PEUT fournir. Cette force maximale dépend du coefficient de frottement statique \(\mu_s\) et de la force normale \(N_S\).
Mini-Cours
Le frottement statique est une force de réaction qui s'ajuste. Si vous poussez légèrement une armoire, le frottement est faible. Si vous poussez plus fort, il augmente pour vous résister, jusqu'à une limite : \(f_{s,\text{max}} = \mu_s N\). Si la force requise dépasse ce seuil, l'objet se met en mouvement. L'équilibre est rompu.
Remarque Pédagogique
Ne confondez pas \(f_s\) et \(f_{s,\text{max}}\). \(f_s\) est la force de frottement *actuellement* exercée pour maintenir l'équilibre (56.6 N dans notre cas). \(f_{s,\text{max}}\) est la force *maximale possible* avant que ça ne glisse. La condition de stabilité est que la force nécessaire soit plus petite que la force maximale disponible.
Normes
Le modèle de friction \(f \le \mu N\) est une loi empirique (modèle de Coulomb), largement utilisée en ingénierie pour sa simplicité et son efficacité dans la plupart des cas courants. Les valeurs de \(\mu_s\) sont tabulées pour différents couples de matériaux.
Formule(s)
Condition de non-glissement
Coefficient minimal
Hypothèses
On suppose que le modèle de friction de Coulomb est valide pour les surfaces en contact (échelle/sol).
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Force de frottement requise | \(f_s\) | 56.6 | N |
| Force normale du sol | \(N_S\) | 196.2 | N |
Astuces
Le coefficient de frottement \(\mu_s\) est un nombre sans dimension. Si votre calcul aboutit à une unité, c'est qu'il y a une erreur quelque part. C'est un bon moyen de vérifier votre raisonnement.
Schéma (Avant les calculs)
Forces au point de contact avec le sol
Calcul(s)
Calcul du coefficient de frottement minimal
Schéma (Après les calculs)
Cône de Frottement
Réflexions
Un coefficient de 0.29 est typique pour du bois sur du béton sec. Si le sol était humide ou glacé, le \(\mu_s\) réel serait bien plus faible, et l'échelle glisserait certainement. C'est pourquoi il est dangereux de poser une échelle sur une surface glissante.
Points de vigilance
L'erreur classique est de poser d'emblée \(f_s = \mu_s N_S\). Cette égalité n'est vraie qu'à la limite du glissement. Dans le cas général, c'est une inégalité : \(f_s \le \mu_s N_S\). On calcule d'abord le \(f_s\) requis par l'équilibre, PUIS on le compare à \(f_{s,\text{max}}\).
Points à retenir
La condition pour qu'un objet ne glisse pas est que le coefficient de frottement statique réel des surfaces (\(\mu_s\)) soit supérieur ou égal au coefficient minimal requis, calculé comme le rapport \(f_s / N_S\).
Le saviez-vous ?
Les pneus de voiture de course sont conçus pour avoir un coefficient de frottement très élevé (souvent supérieur à 1 !) avec l'asphalte pour maximiser l'adhérence. À l'inverse, le cartilage dans nos articulations a un coefficient de frottement extraordinairement bas, plus faible que celui de la glace, pour permettre un mouvement fluide.
FAQ
Non. Si on refait le calcul en gardant les lettres, on trouve : Calcul littéral du coefficient Le poids P se simplifie. La stabilité d'une échelle homogène à un angle donné ne dépend ni de sa masse, ni de sa longueur, mais uniquement de l'angle et du frottement. La meilleure façon d'apprendre, c'est de pratiquer ! Que deviendrait \(\mu_{s,\text{min}}\) si l'angle était de 45° ? (Indice: \(\tan(45^\circ)=1\))Ce coefficient dépend-il de la masse ?
Résultat Final
A vous de jouer
Outil Interactif : Simulateur de Stabilité
Utilisez les curseurs pour changer l'angle de l'échelle et le coefficient de frottement du sol. Le simulateur calcule en temps réel les forces et vous indique si l'échelle est stable ou si elle glisse.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si un objet est en équilibre statique, quelle affirmation est TOUJOURS vraie ?
2. Dans notre exercice, si l'angle θ diminue (l'échelle est plus "couchée"), que se passe-t-il pour le coefficient de frottement minimal requis ?
3. Pourquoi avons-nous choisi le bas de l'échelle comme point de pivot pour le calcul des moments ?
4. La force de réaction normale du sol (\(N_S\)) est égale à :
5. Si un pompier de 80 kg monte à mi-hauteur de l'échelle, la force de frottement requise pour l'équilibre va :
Glossaire
- Équilibre Statique
- Un état où un objet est au repos et le reste. La somme des forces et la somme des moments de force (torques) agissant sur lui sont toutes deux nulles.
- Diagramme de Corps Libre (DCL)
- Une représentation schématique d'un objet isolé de son environnement, montrant toutes les forces externes qui s'exercent sur lui.
- Moment de Force (Torque)
- La capacité d'une force à provoquer une rotation d'un objet autour d'un axe ou d'un pivot. Se calcule par \(\tau = r \cdot F \cdot \sin(\alpha)\).
- Force de Frottement Statique
- La force qui s'oppose au démarrage du mouvement entre deux surfaces en contact. Sa valeur maximale est proportionnelle à la force normale (\(f_{s,\text{max}} = \mu_s N\)).
- Force Normale
- La composante, perpendiculaire à la surface de contact, de la force de contact exercée par une surface sur un objet.
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