Moment d'une force et effet de levier
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Moment = Force bras de levier. • L'unité est le Nm. • Une force dont la droite d'action passe par l'axe a un bras de levier nul, donc un moment nul (elle ne fait pas tourner le système).
Le cours
1. Définition du moment d'une force Le moment M_(F) traduit l'aptitude d'une force F à faire tourner un système autour d'un axe . La valeur de ce moment dépend de l'intensité de la force et de sa distance à l'axe (le bras de levier, d) : M_(F) = F d Le moment s'exprime en newton-mètres (Nm). Le signe (+) ou (-) est choisi arbitrairement selon le sens de rotation positif choisi. 2. Bras de levier d Le bras de levier d est la distance perpendiculaire (plus courte distance) entre l'axe de rotation et la droite d'action de la force. Si la force fait un angle avec la tige de longueur L qui la relie à l'axe, d = L () : le moment est maximal quand la force est perpendiculaire à la tige ( = 90^). 3. Équilibre et effet de levier Un solide mobile autour d'un axe fixe reste en équilibre (ou tourne à vitesse constante) lorsque la somme des moments qui le font tourner dans un sens est égale à la somme des moments qui le font tourner dans l'autre sens : F_1 d_1 = F_2 d_2 pour deux forces. C'est l'effet de levier : plus le bras de levier est long, plus la force nécessaire est faible. Pied-de-biche, brouette, clé, poignée de porte placée loin des gonds en sont des applications. Mini-exemple : soulever une charge de 600 N placée à 0,10 m de l'appui avec un levier de 1,2 m demande seulement 600 0,101,2 = 50 N.
Dans ce chapitre
- Travail et puissance d'une force de classe de 1ère
- Pression et unité de pression de classe de 4e
- Conservation du volume de liquide de classe de 4e
- Mouvement de rotation uniforme d'un solide
- Travail d'une force lors d'un déplacement angulaire
- Énergie cinétique d'un solide en rotation
- Moment d'une force et effet de levier
- Poussée d'Archimède et flottabilité
- Pression hydrostatique et loi de Pascal
- Débit volumique et vitesse d'écoulement d'un fluide
- Théorème de Bernoulli et pression dynamique
- Pertes de charge et frottements dans une conduite
- Pompe à chaleur : principe, coefficient de performance et bilan
- Bilan : Synthèse et méthode sur Énergie mécanique en rotation, frottements et fluides en mouvement