QCM : Statique des poutres et réactions (19 questions)

Question 1

1. Une balance indique 4 kg pour un objet, tandis qu’un dynamomètre mesure la force avec laquelle la Terre l’attire. Quelle grandeur la balance indique-t-elle ?

Le poids, exprimé en kilogrammes

La masse, exprimée en kilogrammes

La charge, exprimée en newtons

La masse, exprimée en newtons

Explication

La masse mesure la quantité de matière et s’exprime en kilogrammes, tandis que le poids est une force exprimée en newtons. « Poids en kilogrammes » confond le poids avec la masse, « masse en newtons » lui attribue l’unité d’une force et « charge » désigne une force appliquée à une structure.

Answer

La masse, exprimée en kilogrammes

Question 2

2. Un équipement de 6 kg est soumis à la gravité terrestre, avec $g = 9{,}81\ \text{m/s}^2$ . Quel est son poids ?

15{,}81\ \text{N}

0{,}61\ \text{N}

58{,}86\ \text{N}

29{,}43\ \text{N}

Explication

Le poids se calcule par $P = m \times g$ : $6 \times 9{,}81 = 58{,}86\ \text{N}$ . L’addition donne 15,81, la division donne environ 0,61 et l’emploi d’une gravité proche de 4,9 conduit à 29,43.

Answer

$$58{,}86\ \text{N}$$

Question 3

3. Pour décrire complètement une force sous forme de vecteur, quelles informations faut-il préciser ?

Son intensité, sa direction, sa durée d’action et sa longueur

Son intensité, sa direction, son sens et son point d’application

Sa direction, sa vitesse, son point d’application et sa masse

Son intensité, sa masse, son sens et sa durée d’action

Explication

Un vecteur force est caractérisé par son intensité, sa direction, son sens et son point d’application. « La masse » confond une grandeur distincte de la force, « la vitesse » remplace une caractéristique du vecteur et « la durée d’action » ou « la longueur » ne remplace pas le point d’application.

Answer

Son intensité, sa direction, son sens et son point d’application

Question 4

4. Une personne exerce une action mécanique sur une planche porteuse. Comment cette action se qualifie-t-elle relativement à la planche ?

Une réaction, c’est-à-dire une force fournie par un appui

Une charge, c’est-à-dire une force appliquée à une structure

Une masse, c’est-à-dire une quantité de matière portée

Un moment, c’est-à-dire un effet de rotation appliqué

Explication

Une charge est une force appliquée sur une structure, comme l’action exercée sur la planche. Une réaction est fournie par un appui, une masse mesure la quantité de matière et un moment caractérise un effet de rotation.

Answer

Une charge, c’est-à-dire une force appliquée à une structure

Question 5

5. Une charge est uniformément étalée sur la longueur d’une poutre, et sa valeur est donnée par mètre. Quelle catégorie et quelle unité lui correspondent ?

Une charge linéique, en N/m

Une charge surfacique, en N/m²

Une charge ponctuelle, en N

Une charge linéique, en N

Explication

Une charge répartie sur une longueur est linéique et s’exprime en N/m. « Ponctuelle en N » correspond à une force agissant en un point, « surfacique en N/m² » concerne une surface, et « linéique en N » omet l’unité par longueur.

Answer

Une charge linéique, en N/m

Question 6

6. Une charge uniforme de $8\ \text{N/m}$ couvre une zone de $7\ \text{m}$ sur une poutre. Quelle force unique équivalente faut-il appliquer, et où ?

1{,}14\ \text{N}

au milieu, à

3{,}5\ \text{m}

du début

8\ \text{N}

au milieu, à

3{,}5\ \text{m}

du début

56\ \text{N}

au milieu, à

3{,}5\ \text{m}

du début

56\ \text{N}

au début de la zone chargée

Explication

La résultante vaut charge par unité de longueur multipliée par la longueur : $8 \times 7 = 56\ \text{N}$ . Pour une répartition uniforme, elle s’applique au milieu, à $7/2 = 3{,}5\ \text{m}$ du début. Garder 8 oublie la longueur, placer 56 au début néglige le centre de gravité et diviser conduit à environ 1,14.

Answer

$$56\ \text{N}$$ au milieu, à $$3{,}5\ \text{m}$$ du début

Question 7

7. Une poutre tend à se déplacer, mais un appui la retient en exerçant une poussée : comment appelle-t-on cette poussée ?

La charge de la poutre

La réaction d’appui

Le poids de la poutre

Le degré de liberté

Explication

La réaction d’appui est la poussée exercée par l’appui pour empêcher le mouvement de la structure. La charge est l’action appliquée, le poids est une force gravitationnelle et le degré de liberté désigne un mouvement possible.

Answer

La réaction d’appui

Question 8

8. Pour décrire les mouvements possibles d’une poutre dans un plan, quels sont ses trois degrés de liberté ?

Les translations selon x et y, et la rotation

Les translations selon x et y, et trois réactions

Les translations selon x et z, et la rotation

Les translations selon x et y, et deux rotations

Explication

Dans un plan, la poutre peut se déplacer selon x, se déplacer selon y et tourner. Une translation selon z ou des rotations supplémentaires ne font pas partie de ces trois mouvements planaires; les réactions sont des actions des appuis, non des degrés de liberté.

Answer

Les translations selon x et y, et la rotation

Question 9

9. Une poutre est retenue par une articulation en A et un appui simple en B. Quels mouvements ces deux appuis empêchent-ils respectivement ?

L’articulation bloque x; l’appui simple bloque x et y

L’articulation bloque x, y et la rotation; l’appui simple bloque y

L’articulation bloque x et y; l’appui simple bloque y

L’articulation bloque y; l’appui simple bloque x

Explication

Une articulation bloque les translations selon x et y tout en autorisant la rotation, tandis qu’un appui simple bloque y et autorise le déplacement selon x ainsi que la rotation. Le blocage de la rotation correspond à l’encastrement; bloquer x et y à l’appui simple confond les deux appuis.

Answer

L’articulation bloque x et y; l’appui simple bloque y

Question 10

10. Une personne pousse un mur vers la droite avec une force de 80 N. Selon la troisième loi de Newton, quelle force le mur exerce-t-il sur la personne ?

80 N vers la gauche

160 N vers la gauche

80 N vers la droite

40 N vers la gauche

Explication

La troisième loi de Newton associe à toute action une réaction de même valeur et de sens opposé : la force du mur vaut donc 80 N vers la gauche. Garder la direction vers la droite omet l’opposition des sens; 160 N et 40 N modifient à tort l’intensité.

Answer

80 N vers la gauche

Question 11

11. Une poutre plane reste immobile sous l’action de forces horizontales, de forces verticales et d’effets de rotation. Quel système d’équations traduit son équilibre ?

\sum F_x=0

,

\sum F_x=0

et

\sum M=0

\sum F_x=1

,

\sum F_y=1

et

\sum M=1

\sum F_x=0

,

\sum F_y=0

et

\sum M=0

\sum F_x=0

,

\sum F_y=0

et

\sum M\ne 0

Explication

L’équilibre d’une poutre plane exige l’annulation de la somme des forces horizontales, de celle des forces verticales et de celle des moments. Une somme des moments non nulle laisse une rotation possible; répéter l’équation horizontale omet l’équilibre vertical, et des sommes égales à un ne satisfont pas la règle.

Answer

$$\sum F_x=0$$, $$\sum F_y=0$$ et $$\sum M=0$$

Question 12

12. Avant de calculer les réactions d’une poutre chargée, quelle représentation faut-il préparer pour poser correctement les équations d’équilibre ?

Un schéma des appuis sans les forces appliquées

Un schéma des charges appliquées sans les appuis

Un schéma mécanique montrant la poutre, les appuis et les forces

Un tableau des réactions sans représentation de la poutre

Explication

Le schéma mécanique doit représenter la poutre, ses appuis et les forces avant la mise en équations. Un tableau seul ne montre pas la configuration; omettre les appuis ou les forces prive le schéma d’éléments nécessaires à l’analyse.

Answer

Un schéma mécanique montrant la poutre, les appuis et les forces

Question 13

13. Quel effet mécanique une force produit-elle lorsqu’on considère son action autour d’un point choisi ?

Une force résultante appliquée en ce point

Un déplacement rectiligne à partir de ce point

Un effet de rotation autour de ce point

Une annulation des forces verticales autour de ce point

Explication

Le moment caractérise l’effet de rotation d’une force autour du point choisi. Le déplacement rectiligne relève de la translation, la force résultante est une grandeur différente et l’annulation verticale décrit une condition d’équilibre.

Answer

Un effet de rotation autour de ce point

Question 14

14. Une force de 80 N agit avec un bras de levier de 0,5 m par rapport au point choisi. Quelle est la valeur du moment ?

80,5 N·m

80 N

40 N·m

160 N·m

Explication

Le moment se calcule par $M = F \times d$ : $80 \times 0,5 = 40$ N·m. L’addition donne 80,5, la division inversée donne 0,00625, et 80 N est la force, pas le moment.

Answer

Un moment nul, puisque le bras de levier est nul

Answer

Schématiser, simplifier les charges, poser les réactions, écrire les trois équations, résoudre et vérifier

Answer

Remplacer la charge répartie par une force unique, garder le même sens positif et exprimer la réaction en N

Question 15

15. Une force agit sur une poutre selon une ligne d’action qui passe par le point choisi pour calculer le moment. Quelle est alors sa contribution au moment en ce point ?

Un moment maximal, puisque la ligne d’action atteint le point

Un moment non nul dès que la force est verticale

Un moment égal à la force, exprimé en N·m

Un moment nul, puisque le bras de levier est nul

Explication

Lorsque la ligne d’action passe par le point de calcul, le bras de levier est nul et donc le moment est nul. Une force peut rester présente sans produire de moment en ce point; son orientation verticale ne change pas cette règle.

Question 16

16. Pour une poutre de 10 m, l’équation des moments en A est $-300 + 10 \times RBy = 0$ . Quelle réaction verticale en B satisfait cette équation ?

30 N

300 N

-30 N

10 N

Explication

En isolant la réaction, on obtient $10 \times RBy = 300$ , puis $RBy = 300/10 = 30$ N. 300 N omet la division par le bras de levier, le signe négatif inverse le sens requis et 10 N reprend la distance plutôt que la réaction.

Question 17

17. Dans l’équilibre vertical d’une poutre, la charge vers le bas vaut 150 N et la réaction en B vaut 30 N. Si l’équation est $RAy - 150 + 30 = 0$ , quelle est la réaction verticale en A ?

30 N

180 N

150 N

120 N

Explication

L’équation donne $RAy = 150 - 30 = 120$ N, de sorte que les deux réactions verticales équilibrent la charge. 180 N résulte d’une addition incorrecte, 30 N confond les réactions de A et B, et 150 N omet la contribution de B.

Question 18

18. En résolvant une poutre soumise à une charge répartie, quelle démarche permet d’obtenir puis de contrôler les réactions des appuis ?

Schématiser, simplifier les charges, poser les réactions, écrire les trois équations, résoudre et vérifier

Schématiser, écrire les trois équations, simplifier les charges, résoudre et vérifier

Schématiser, simplifier les charges, poser les réactions, résoudre, puis écrire les équations et vérifier

Schématiser, poser les réactions, écrire les trois équations, résoudre et vérifier sans simplifier les charges

Explication

La méthode consiste à représenter la poutre, remplacer les charges réparties par leurs résultantes, modéliser les appuis par leurs réactions, puis appliquer les trois équations d’équilibre avant de vérifier le résultat. Écrire les équations avant de simplifier les charges omet une étape nécessaire; remplacer les appuis par les charges confond deux éléments distincts; ne pas vérifier laisse le calcul sans contrôle.

Question 19

19. Lors d’un calcul de poutre, un élève conserve une charge répartie sans la transformer, inverse son sens positif à mi-calcul et note une réaction en kg. Quelle correction vise directement ces erreurs classiques ?

Remplacer la charge répartie par une réaction d’appui, redéfinir le sens positif et exprimer la réaction en N

Remplacer la charge répartie par une force unique, garder le même sens positif et exprimer la réaction en N

Remplacer la charge répartie par une force unique, garder le même sens positif et exprimer la réaction en kg

Garder la charge répartie, garder le même sens positif et exprimer la réaction en N

Explication

Une charge répartie doit être transformée en force unique, le sens positif choisi doit rester cohérent durant le calcul et une réaction s’exprime en newtons. L’unité kg désigne une masse, non une force; conserver la charge répartie omet sa simplification; traiter cette charge comme une réaction confond charge appliquée et action de l’appui.

QCM : Statique des poutres et réactions (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une balance indique 4 kg pour un objet, tandis qu’un dynamomètre mesure la force avec laquelle la Terre l’attire. Quelle grandeur la balance indique-t-elle ?

2. Un équipement de 6 kg est soumis à la gravité terrestre, avec $g = 9{,}81\ \text{m/s}^2$ . Quel est son poids ?

3. Pour décrire complètement une force sous forme de vecteur, quelles informations faut-il préciser ?

4. Une personne exerce une action mécanique sur une planche porteuse. Comment cette action se qualifie-t-elle relativement à la planche ?

5. Une charge est uniformément étalée sur la longueur d’une poutre, et sa valeur est donnée par mètre. Quelle catégorie et quelle unité lui correspondent ?

6. Une charge uniforme de $8\ \text{N/m}$ couvre une zone de $7\ \text{m}$ sur une poutre. Quelle force unique équivalente faut-il appliquer, et où ?

7. Une poutre tend à se déplacer, mais un appui la retient en exerçant une poussée : comment appelle-t-on cette poussée ?

8. Pour décrire les mouvements possibles d’une poutre dans un plan, quels sont ses trois degrés de liberté ?

9. Une poutre est retenue par une articulation en A et un appui simple en B. Quels mouvements ces deux appuis empêchent-ils respectivement ?

10. Une personne pousse un mur vers la droite avec une force de 80 N. Selon la troisième loi de Newton, quelle force le mur exerce-t-il sur la personne ?

11. Une poutre plane reste immobile sous l’action de forces horizontales, de forces verticales et d’effets de rotation. Quel système d’équations traduit son équilibre ?

12. Avant de calculer les réactions d’une poutre chargée, quelle représentation faut-il préparer pour poser correctement les équations d’équilibre ?

13. Quel effet mécanique une force produit-elle lorsqu’on considère son action autour d’un point choisi ?

14. Une force de 80 N agit avec un bras de levier de 0,5 m par rapport au point choisi. Quelle est la valeur du moment ?

15. Une force agit sur une poutre selon une ligne d’action qui passe par le point choisi pour calculer le moment. Quelle est alors sa contribution au moment en ce point ?

16. Pour une poutre de 10 m, l’équation des moments en A est $-300 + 10 \times RBy = 0$ . Quelle réaction verticale en B satisfait cette équation ?

17. Dans l’équilibre vertical d’une poutre, la charge vers le bas vaut 150 N et la réaction en B vaut 30 N. Si l’équation est $RAy - 150 + 30 = 0$ , quelle est la réaction verticale en A ?

18. En résolvant une poutre soumise à une charge répartie, quelle démarche permet d’obtenir puis de contrôler les réactions des appuis ?

19. Lors d’un calcul de poutre, un élève conserve une charge répartie sans la transformer, inverse son sens positif à mi-calcul et note une réaction en kg. Quelle correction vise directement ces erreurs classiques ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Équilibre des poutres en mécanique

Propagation et vitesse de la lumière

Mesurer masses et volumes

Nombres réels et intervalles

Reconnaître les espèces et doser les solutions

Structure sociale française

Crée tes propres QCM

QCM : Statique des poutres et réactions (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une balance indique 4 kg pour un objet, tandis qu’un dynamomètre mesure la force avec laquelle la Terre l’attire. Quelle grandeur la balance indique-t-elle ?

2. Un équipement de 6 kg est soumis à la gravité terrestre, avec g=9,81 m/s2g = 9{,}81\ \text{m/s}^2g=9,81 m/s2. Quel est son poids ?

3. Pour décrire complètement une force sous forme de vecteur, quelles informations faut-il préciser ?

4. Une personne exerce une action mécanique sur une planche porteuse. Comment cette action se qualifie-t-elle relativement à la planche ?

5. Une charge est uniformément étalée sur la longueur d’une poutre, et sa valeur est donnée par mètre. Quelle catégorie et quelle unité lui correspondent ?

6. Une charge uniforme de 8 N/m8\ \text{N/m}8 N/m couvre une zone de 7 m7\ \text{m}7 m sur une poutre. Quelle force unique équivalente faut-il appliquer, et où ?

7. Une poutre tend à se déplacer, mais un appui la retient en exerçant une poussée : comment appelle-t-on cette poussée ?

8. Pour décrire les mouvements possibles d’une poutre dans un plan, quels sont ses trois degrés de liberté ?

9. Une poutre est retenue par une articulation en A et un appui simple en B. Quels mouvements ces deux appuis empêchent-ils respectivement ?

10. Une personne pousse un mur vers la droite avec une force de 80 N. Selon la troisième loi de Newton, quelle force le mur exerce-t-il sur la personne ?

11. Une poutre plane reste immobile sous l’action de forces horizontales, de forces verticales et d’effets de rotation. Quel système d’équations traduit son équilibre ?

12. Avant de calculer les réactions d’une poutre chargée, quelle représentation faut-il préparer pour poser correctement les équations d’équilibre ?

13. Quel effet mécanique une force produit-elle lorsqu’on considère son action autour d’un point choisi ?

14. Une force de 80 N agit avec un bras de levier de 0,5 m par rapport au point choisi. Quelle est la valeur du moment ?

15. Une force agit sur une poutre selon une ligne d’action qui passe par le point choisi pour calculer le moment. Quelle est alors sa contribution au moment en ce point ?

16. Pour une poutre de 10 m, l’équation des moments en A est −300+10×RBy=0-300 + 10 \times RBy = 0−300+10×RBy=0. Quelle réaction verticale en B satisfait cette équation ?

17. Dans l’équilibre vertical d’une poutre, la charge vers le bas vaut 150 N et la réaction en B vaut 30 N. Si l’équation est RAy−150+30=0RAy - 150 + 30 = 0RAy−150+30=0, quelle est la réaction verticale en A ?

18. En résolvant une poutre soumise à une charge répartie, quelle démarche permet d’obtenir puis de contrôler les réactions des appuis ?

19. Lors d’un calcul de poutre, un élève conserve une charge répartie sans la transformer, inverse son sens positif à mi-calcul et note une réaction en kg. Quelle correction vise directement ces erreurs classiques ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Équilibre des poutres en mécanique

Propagation et vitesse de la lumière

Mesurer masses et volumes

Nombres réels et intervalles

Reconnaître les espèces et doser les solutions

Structure sociale française

Crée tes propres QCM

2. Un équipement de 6 kg est soumis à la gravité terrestre, avec $g = 9{,}81\ \text{m/s}^2$ . Quel est son poids ?

6. Une charge uniforme de $8\ \text{N/m}$ couvre une zone de $7\ \text{m}$ sur une poutre. Quelle force unique équivalente faut-il appliquer, et où ?

16. Pour une poutre de 10 m, l’équation des moments en A est $-300 + 10 \times RBy = 0$ . Quelle réaction verticale en B satisfait cette équation ?

17. Dans l’équilibre vertical d’une poutre, la charge vers le bas vaut 150 N et la réaction en B vaut 30 N. Si l’équation est $RAy - 150 + 30 = 0$ , quelle est la réaction verticale en A ?