Fiche de révision

La rotation autour d'un axe fixe

Contenu

A Expérience

Sur un objet, on applique une force F en un point A. On observe une rotation de l'objet autour de son axe (Δ), jusqu'à ce que la droite d'action de la force rencontre l'axe de rotation : la rotation prend alors fin.

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B Le moment d'une force par rapport à un axe

Le moment d'une force F par rapport à un axe Δ se note MΔ(F) (on peut aussi écrire : MF/(Δ)). Il caractérise l'effet de rotation d'une force. Son unité est le newton-mètre (Nm).

15845_P4_C16_IM4

Définitions

Un levier est une pièce rigide, allongée, possédant un axe de rotation par rapport à une partie fixe.

Le bras de levier est la distance d entre la droite d'action de la force et l'axe de rotation.

Le moment M d'une force F dépend de la longueur du bras de levier (d) et de l'intensité de la force appliquée (F) :

MΔ(F) = F × d.

Remarque

Si la droite d'action de la force rencontre l'axe de rotation, le moment est nul. Il n'y aura pas de rotation. Il en est de même si la droite d'action est confondue ou parallèle à l'axe de rotation.

C L'inventaire des moments

Tout système libre ayant un axe de rotation (Δ) est susceptible d'être mis en rotation sous l'action d'une ou de plusieurs forces. Le sens de rotation dépendra de l'ensemble des moments.

15845_P4_C16_IM5

Soit le système suivant (schéma ci-contre) :

les trois forces F1, F2 et F3 créent des moments par rapport à l'axe de rotation (Δ), les droites d'action ne rencontrant pas l'axe de rotation ;

le moment MΔ(F) fait tourner la tige dans le sens horaire ;

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les moments MΔ(F1) et MΔ(F2) la font tourner dans le sens anti-horaire.

#exemple

Charge hissée à l'aide d'une poulie

foucherconnect.fr/20pbpro166

Remarque

Si le solide est en équilibre, alors la somme des moments faisant tourner le solide dans un sens est égale à la somme des moments le faisant tourner dans l'autre sens :

MD(F1) = MD(F2) + MD(F3).

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