Physique seconde mecanique

Equilibre d’un solide mobile autour d’un axe fixe

EQUILIBRE D’UN SOLIDE MOBILE AUTOUR D’UN AXE FIXE

 

Exercice 1

Une réglette est mobile autour d’un axe horizontal passant par centre de gravité G. Par l’intermédiaire des fils, des masses marquées met msont accrochées en A et B tel que GA = 15cm et GB = 12cm

1.    la barre est horizontale. Calculer le moment par rapport à l’axe  de la force exercée en A, m = 150g, g = 10N.Kg

2.    la barre est en équilibre. En déduire la valeur de la masse m

3.    on incline la réglette d’un angle, est- elle encore en équilibre ?

 

Exercices 2

Une barre homogène AB de masse m = 4Kg est suspendue à l’aide des 2 fils AA’ et CC’ de même longueur, la barre est horizontale, en équilibre, AB = 50cm ; AC = 40cm ;

g = 10N.Kg.

1.    faire le bilan des forces appliquées à la barre

2.    en appliquant le théorème des moments de la barre, par rapport à un axe imaginaire  passant par A, déterminer la tension du fil CC’

3.    calculer de la même façon la tension du fil AA’, en appliquant le théorème des moments par rapport à un axe imaginaire passant par C

4.    vérifier que la somme des forces appliquées à la barre est nulle

 

 

Exercices 3

La poutre AB ci-dessous, de longueur 2.4m est en partie tronconique. On veut déterminer son centre de gravité G par la méthode suivante :

- On place l’extrémité A sous un couteau horizontal. Pour  que la partie soit en équilibre, il faut exercer à son extrémité B une force verticale  d’intensité 500N.

- On intervertit A et B, la force à exercer en A vaut alors 100N.

 En déduire le poids de la poutre et la position de son centre de gravité.

 

Exercices 4

 

On a schématisé sur la figure le système (pédalier, chaîne, roue arrière ) d’une bicyclette. On exerce sur le pédalier une force de 250N orthogonalement à la manivelle OA. La longueur  de manivelle OA est 16cm. Le pédalier a un diamètre de 20cm. La roue arrière a un diamètre de 70cm et le pignon arrière a un diamètre de 10cm.

Calculer l’intensité de la force qu’il faut appliquer tangentiellement à la roue pour maintenir l’équilibre

 

 

Exercices 5

On considère une poulie différentielle de masse négligeable, à deux gorges de rayons respectifs r = 10cm et r= 16cm. Elle est mobile autour d’un axe horizontal passant le centre O. Un fil de masse négligeable, accroché en A, supporte un objet S de masse m = 2Kg.

1.    Le fil accroché en B est tendu horizontalement par la force  , déterminer F pour réaliser l’équilibre g = 10N.Kg

2.    déterminer la réaction  exercée par l’axe horizontal

 

Exercices 6

Dans un système à contre- poids, on utilise une poulie à 2 gorges de rayons respectifs  r = 25cm et r = 75cm. Cette poulie est mobile sans frottement autour d’un axe horizontal passant par O.

Sur la plus petite gorge est enroulé un câble de masse négligeable portant un fardeau S de masse M = 900Kg pouvant glisser sans frottement le long d’un plan incliné de  = 30° par rapport à l’horizontale. Un câble accroché à la gorge de plus grand rayon supporte un contre poids S. Calculer la masse M de S réalisant l’équilibre (voir figure 6)

 

 

Exercice 7

On veut montrer un tonneau de poids P = 3000N à l’aide d’un plan incliné d’un angle  = 30° avec l’horizontale et d’un treuil. Le tambour du treuil a un rayon de 20cm et la manivelle OA de longueur 60cm. La corde, attachée au tonneau, est tendue parallèlement au plan incliné. Déterminer l’intensité de la force  qu’il faut exercer perpendiculairement à la manivelle au point A pour réaliser l’équilibre. On néglige les frottements et la masse de la corde. (voir figure 7)

 

 

Exercice 8

 

Un disque homogène de masse m = 50g, de rayon r = 12.5cm, porte en A une surcharge ponctuelle de masse M = 100g.

1.    l’appareil peut tourner librement autour d’un axe horizontal perpendiculaire au disque en son centre O. Quelle position prend-il à l’équilibre ?

2.    à l’extrémité du fil de masse négligeable, enroulé sur la périphérie du disque, on accroche un objet un objet S de masse M. Déterminer M pour que, à l’équilibre, la valeur de l’angle  que fait OA avec la verticale soit  = 30° (voir figure 8)

 

 

Exercice 9

Une barre homogène de masse M = 20Kg, repose en deux points A et B sur 2 appuis. La barre a une longueur L = 1.60m. On suppose que les appuis exercent des forces verticales. Déterminer et représenter les vecteurs forces exercées sur la barre. (voir figure 9)

 

 


Last modified: Thursday, 26 November 2015, 12:40 PM
Skip Physique seconde

Physique seconde

Skip Nouvelle version

Nouvelle version

Skip Signaler anomalie

Signaler anomalie