EXERCICES SUR L’ÉQUILIBRE D’UN SOLIDE SOUMIS À DEUX FORCES
L'équilibre d'un corps solide soumis à deux forces est un concept fondamental en physique et en ingénierie mécanique. Comprendre comment un objet reste stable malgré l'action de deux forces concurrentes est essentiel pour résoudre une variété de problèmes dans divers domaines.
Dans cette article, nous explorerons les principes de l'équilibre des corps solides, en fournissant des exercices pratiques accompagnés de solutions détaillées pour consolider votre compréhension de ce concept crucial. Que vous soyez étudiant en physique ou ingénieur en herbe, cette ressource vous aidera à maîtriser l'équilibre des corps soumis à deux forces.
Résumé du cours d'équilibre d'un solide soumis à des forces
Le schéma (1)
représente une masse marquée attaché à l’extrémité d’un ressort. La masse
marquée est en équilibre à cause d’une force appliquée par le ressort.
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Le schéma (2)
représente un morceau de bois flotte sur
la surface de l’eau. Le morceau de bois est en équilibre à cause d’une force
appliquée par l’eau.
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- Que s’appelle la force appliquée par le ressort ? et quelles sont ses caractéristiques ?
- Que s’appelle la force appliquée par l’eau ? et quelles sont ses caractéristiques ?
1- Conditions d’équilibre d'un solide soumis à des forces
Lorsqu’un corps est en équilibre sous l’action de deux forces 𝑭𝟏 et 𝑭𝟐 alors :
2- Tension d’un ressort
La tension d'un ressort est une mesure de la force exercée sur le ressort lorsqu'il est étiré ou comprimé.
1) Allongement d’un ressort
Lorsqu’on suspend un solide à un ressort, il se déforme et sa longueur devient L
On appelle allongement du ressort ∆𝓵 la différence entre la longueur finale 𝓵 et la longueur initiale 𝓵𝟎 :
L'allongement du ressort est alors : ∆𝓵 = 𝓵 - 𝓵𝟎
2- Caractéristiques de la tension du ressort T
Lorsqu’on
suspend un solide à un ressort, le ressort exerce une force sur le solide,
appelée la tension du ressort T
- -
Point
d’application : point d’accroche du ressort
- -
Direction :
celle du ressort
- -
Sens :
opposée à la déformation du ressort
- - intensité :
Avec K
Poussée d’Archimède
La poussée d'Archimède est la force de contact exercée par un fluide (liquide ou gaz) sur un solide immergé totalement au partiellement dans ce fluide.
Caractéristique de la poussée d'Archimède
Considérons un solide (S) dans un fluide homogène de masse volumique 𝝆fluide
Le solide (S) est soumis en plus de son poids 𝐏 à la force de poussée d’Archimède 𝐅𝐚 dont les caractéristiques :
- Point d’application : centre d’inertie de la partie immergé.
- Direction : verticale.
- Sens : du fluide vers le corps immergé.
- Intensité :
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Pour une compréhension approfondie du cours sur l'équilibre d'un solide soumis à des forces, téléchargez notre résumé détaillé. Ce document fournit une synthèse claire et concise des concepts clés abordés dans le cours, ainsi que des exemples pratiques et des exercices résolus pour renforcer votre compréhension.
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Exercices avec la correction d'équilibre d'un solide soumis à des forces
Exercices avec la correction : Équilibre d'un solide soumis à des forces - tronc commun
Exercice 1: Équilibre d'un solide soumis à des forces
On accroche l’extrémité d’un ressort de longueur à vide L0 =
15 cm, un solide (S) de masse m = 0.
15 Kg , la longueur du ressort devient L
= 17 cm.
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2. Etablir une relation entre ces forces.
3. Déterminer la constante de raideur du ressort k.
4. Déterminer la longueur L’ du ressort quand on y accroche une masse m’ = 0. 52 Kg
5. Le ressort perd sa rigidité lorsque sa langueur finale dépasse la valeur Lmax = 30cm, calculer mmax la masse qu’on peut accrochée au ressort sans le détruire.
Donnée : g = 10N/kg
la correction de l'exercice 1 en vidéo:
Télécharger l'éxercice 1 avec la correction Équilibre d'un solide soumis à des forces - tronc commun [cliquer ici]