Fiche de révision : Moments et équilibre des forces

📋 Plan du Cours

1. Notion et effets d’une force
2. Moment et bras de levier
3. Centre de rotation et distance
4. Sens du moment et signe
5. Équilibre et applications numériques

📖 1. Notion et effets d’une force

🔑 Notions clés & Définitions

• Force : Interaction qui peut modifier l’état de mouvement d’un objet ou le déformer.

📝 Points essentiels

• Des exemples de forces sont :
  • le poids
  • la force exercée par un ressort
  • la force de frottement

📖 2. Moment et bras de levier

🔑 Notions clés & Définitions

• Moment d’une force : Mesure de l’effet de rotation de cette force par rapport à un point ou à un axe.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le moment d’une force se calcule par $M = F \times d$, où M est exprimé en newtons-mètres (N·m), F en newtons (N) et d en mètres (m).

• Plus la force est appliquée loin du point de rotation, plus son effet de rotation est grand.

💡 Astuce mémo

Bras de levier plus grand → effet de rotation plus grand

📖 3. Centre de rotation et distance

🔑 Notions clés & Définitions

• Centre de rotation : Point autour duquel la force fait tourner l’objet.

📝 Points essentiels

• La distance utilisée dans le calcul du moment est mesurée perpendiculairement entre la ligne d’action de la force et le centre de rotation.

📖 4. Sens du moment et signe

📝 Points essentiels

• Un moment est positif lorsque la force tend à faire tourner dans le sens trigonométrique, ou antihoraire.

• Un moment est négatif lorsque la force tend à faire tourner dans le sens horaire.

💡 Astuce mémo

Antihoraire positif, horaire négatif

📖 5. Équilibre et applications numériques

★ À maîtriser

📌 Un solide est en équilibre de rotation si la somme des moments des forces appliquées autour d’un point est nulle.

Compléments

• Pour ouvrir un écrou avec une clé, appliquer la force plus loin du boulon augmente le bras de levier et facilite la rotation.

• Une force de 20 N appliquée perpendiculairement à une porte à 0,8 m du pivot produit un moment de 16 N·m.

• Sur un levier en équilibre, une force de 30 N appliquée à 0,5 m du pivot est équilibrée par une force de 10 N appliquée à 1,5 m du pivot.

• Une force de 25 N appliquée à 1 m du pivot dans le sens horaire produit un moment de −25 N·m.