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Balançoire Nota : on figurera les forces et moments qui s exercent sur la barre noire et non linverse (forces et moments que la barre développe sur les.

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1 Balançoire Nota : on figurera les forces et moments qui s exercent sur la barre noire et non linverse (forces et moments que la barre développe sur les enfants et le pointeau). La masse de la planche est négligeable. Q : A quelles conditions la balançoire est-elle équilibrée?

2 4 éléments R : Lorsque les enfants sont à la même distance, si leur poids est identique. Etudions cette situation en décomposant forces et moments. Q : Figurer les forces qui sexercent sur la barre noire, en faisant abstraction des moments que nous étudierons ensuite.

3 4 éléments R : La barre noire supporte les enfants et subit la réaction du pointeau. Q : Quelle est la force résultante sexerçant sur la barre noire? Les forces

4 4 éléments R : La résultante des forces est la somme des forces qui sexercent sur la barre noire soit les poids des enfants et la réaction du sol par le pointeau. Q : à quelle condition la balançoire est-elle en équilibre? Les forces

5 4 éléments R : La balançoire est-elle en équilibre lorsque les forces rouges et vertes sont égales, la résultante des forces est nulle. Les forces

6 4 éléments Q : figurer les moments développés par chacune des forces de ce système Les moments

7 4 éléments R : La force rouge en pointillé crée un moment au pointeau proportionnel au poids et à la distance. M=F.D Q : figurer sur le schéma le moment de la force au niveau du pointeau Les moments

8 4 éléments R : le schéma précédent sont deux écritures dune seule et même réalité Q : figurer le moment pointillé ailleurs quau niveau du pointeau. Quelle est lintensité du moment créé par lautre enfant en traits continus ? Les moments

9 4 éléments R : le schéma précédent sont deux écritures dune seule et même réalité Q : figurer le moment pointillé ailleurs quau niveau du pointeau. Quelle est lintensité du moment créé par lautre enfant en traits continus ? Les moments

10 4 éléments R : lintensité du moment créé par lautre enfant en traits continus est inverse Les moments

11 4 éléments Q : figurer les moments créés par les forces réactives vertes du pointeau Les moments

12 4 éléments R : les moments créés par les forces réactives du pointeau sont nuls, D=0 Q : figurer lensemble des moments au niveau du pointeau développés sur la barre Les moments

13 4 éléments R : lensemble des moments au niveau du pointeau développés sur la barre Q : figurer lensemble des forces et lensemble des moments au niveau du pointeau développés sur la barre Les moments

14 4 éléments R : lensemble des forces et lensemble des moments au niveau du pointeau développés sur la barre. Q : figurer le moment résultant et la force résultante Les forces et moments résultants

15 R : la force résultante et le moment résultant au niveau du pointeau sont nuls lorsque la balance est en équilibre. Les forces et moments résultants

16 4 éléments Q : Que se passe-t-il si un enfant est plus lourd que lautre?

17 4 éléments R : si un enfant est plus lourd que lautre, la balance penche. Q : que doivent faire les enfants pour rester en équilibre?

18 4 éléments R : si un enfant est plus lourd que lautre pour maintenir l équilibre, Il doit se rapprocher du pointeau. Q : Que les enfants modifient-ils en se déplaçant?

19 4 éléments R : l enfant modifie D, le moment est diminué jusquà égaliser lautre, alors que les poids ne le sont pas. Q : Calculer le moment développé par chacun deux, en commençant par lenfant de gauche

20 4 éléments R : nous nous retrouvons dans la question de lexercice précédent. Q : calcul pour lenfant obèse de droite.

21 4 éléments R : pour lenfant obèse de droite le calcul ne diffère que par les valeurs de la force et du moment quil crée. Q : figurer le moment créé

22 4 éléments R : le moment créé M=F.d Q : Figurer lensemble des forces et des moments développées sur la barre

23 4 éléments R : lensemble des forces et des moments développées sur la barre. Q : quel est le moment résultant et la force résultante?

24 4 éléments R : le moment résultant et la force résultante sont nuls. Q : conclusion?

25 4 éléments R : la balançoire est en équilibre

26 Conclusions La balançoire est un exemple connu et expérimenté de tous dont l étude permet de comprendre léquilibre des forces. La position du pointeau détermine le point autour duquel laxe tourne. Ceci est une situation particulière où le centre de rotation est imposé. Il faut continuer cette étude par un exemple plus général où le point de rotation est indéterminé : le porte manteau.


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