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Moment d’une force ; Couple de force Page 1
MOMENT D’UNE FORCE ; COUPLE DE FORCES
I) Exemples de situation
Desserrer un boulon de roue
Sciences Physiques BEP Nathan Technique
- Sur le schéma n°2, la personne augmente ……………………………………………………………
de la …………………………… exercée sur le manche de la clé.
- Sur le schéma 3, la personne augmente la ………………………………… entre l’axe de
rotation du boulon et le point d’application de la ……………………………
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- L’effet de rotation d’une force dépend de deux facteurs :
……………………………………………………………………… et …………………………………………………………
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Moment d’une force ; Couple de force Page 2
La rotation d’une porte autour d’un axe
Les forces , , , et ont-elles un effet de rotation sur la porte ?
- Les forces ……… et ……… peuvent faire pivoter la porte autour de son axe.
Pour obtenir un même effet de rotation ……… doit être plus grande que ………
- Les forces ………, ………… et ………… n’ont aucun effet de rotation sur la porte
par rapport à son axe.
La droite d’action de la force est …………………………………… à l’axe de
rotation.
La droite d’action de la force est …………………………………… à l’axe de
rotation.
La droite d’action de la force …………………………………… l’axe de
rotation.
Le moment des forces ……………, ……………… et ……………… par rapport à l’axe ……
est ………………
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II) Notion de moment d’une force par rapport à un axe
a- Etude expérimentale
Intensité de la force : F (en N) Distance à l’axe : d (en m) Produit F d (en Nm)
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b- Moment d’une force par rapport à un axe
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c- Application
d = 40 mm D = 200 mm
Calculer le moment par rapport d’une force de
100 N appliquée à l’extrémité du bras de clé.
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
O d
Soit une barre à trou, mobile autour d’un axe
horizontal .
Elle porte des masses marquées à une extrémité.
On se propose de maintenir la barre horizontale
(c'est-à-dire avoir un effet de rotation identique)
en exerçant des forces en différents points de la
barre à trou par l’intermédiaire d’u dynamomètre.
d
d
Moment d’une force ; Couple de force Page 4
III) Théorème des moments
a- Etude expérimentale
La barre à trous est en équilibre autour de l’axe .
Appliquons à l’aide de deux dynamomètres des forces
et verticales de part et d’autre de l’axe .
Ces forces ont tendance à faire tourner la barre en sens
contraire. A l’équilibre, étudions le moment des forces par
rapport à l’axe .
Sens de rotation Sens de rotation
F (N) d (m) F d (N.m) F’ (N) d’ (m) F’ d’ (N.m)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
b- Théorème des moments
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c- Application
Quelles sont les conditions pour soulever le solide de poids .
cas n°1 cas n°2
……………… ………………………………………………………
d d’
x G x G d
d’
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IV) Le couple de forces
Considérons une clé de serrage en croix :
Forces Point
d’application
Droite
d’action
Sens Intensité(N)
Définition :
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V) Caractéristiques d’un couple de forces
Le plan du couple
C’est le plan défini par les droites d’action des deux forces.
Le sens du couple
Un couple produit ou tend à produire une rotation
dans un sens donné. On indique par une flèche
le sens de rotation associé au couple.
Le moment du couple
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d