Maintenance d’un véhicule Exemples de moments de forces et couples de forces Vérification pression des pneus Desserrage des écrous Dévissage, démontage de la roue Remontage de la roue, vissage Serrage des écrous Desserrage de l’écrou de vidange Desserrage du filtre à huile

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d F F Axe de rotation Couple de forces Rappel : un couple de forces est un ensemble de deux forces ayant: - des droites d’action distinctes et parallèles, - des sens opposés, - des valeurs égales Capuchon que l’on visse

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F A H d O A H F d Rappel : le moment d’une force F dont la droite d’action est située à la distance d de l’axe de rotation O est donné par la relation: M = F . d F O O

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d O A F On augmente les effets de la force en rallongeant le bras de la clef. d’ O A’ F

F Qu’en est-t-il des forces exercées sur l’écrou six pans au cours du dévissage à l’aide de la clef ? F O’ B Six forces de même intensité, mettent en rotation, l’écrou six pans, par l’intermédiaire de la force exercée sur la clef. f A d F Détermination de la force F, connaissant, f, d et r. O’ O

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Lors de l’opération de vissage, chaque écrou est vissé suivant le moment d’une force estimé à 2 N.m. Pour chaque écrou, on va se placer à une distance d connue de plus en plus proche de l’axe de rotation O, et déterminer la valeur de la force correspondante.

Moment de la force F par rapport à O estimé à: Écrou 1 A1 F1 d1 H1 O Écrou 5 A5 F5 d5 H5 O Écrou 2 A2 F2 d2 H2 O Écrou 3 A3 F3 d3 H3 O Écrou 4 A4 F4 d4 H4 O Variation de d par rapport à F Moment de la force F par rapport à O estimé à: 2 N.m Écrou 1 Écrou 2 Écrou 3 Écrou 4 Écrou 5 Distance di (en m) 0.20 0.15 0.10 0.05 0.025 Force Fi (en N) 10 13.33 20 40 80

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Clic F O A d Effort de serrage préconisé: C = 14,5 N.m A l’aide d’une clef dynamométrique, on peut mesurer l'effort de serrage avec précision (couple de serrage).  Les modèles les plus élaborés possèdent un vernier de réglage qui déclenche un signal lorsque le couple désiré est atteint et se réarment automatiquement. F O A d O’ Clic La force de serrage est exercée à une distance d = 0,30 m de l’axe de rotation O. On peut calculer pour quelle valeur de la force F, le vernier de réglage réglé à 14,5 N.m va se déclencher.

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Clef plate ou clef à pipe pour un même effet ? Clef plate ou clef à pipe, comment se répartissent les forces sur l’écrou? Couple de serrage initiale 35 N.m

F2 F2 F2 F1 F2 F2 F2 F1 f f d Couple de serrage 34 N.m d 17 cm f 200 N Diamètre écrou 19 mm Rayon écrou 9,5 F1 Force F en Newton Clef plate 1549,73 N Clef à pipe 516,58 d A f A f

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O d  F H A Le moment de la force F dont la droite d’action est située à la distance d de l’axe de rotation O est donné par la relation: M = F . d F O = F. OH = F . OA . sin 

O’ O d  H A F M = F . d F O = F. OH = F . OA . sin 

Variation du moment de la force F en fonction de  Application numérique, OA = 0,175 m, F = 10 N et  = 80° M = F . d F O = F. OH = F . OA . sin  Pour quelle valeur de , le moment de la force F serait-il maximum ? Justifiez la réponse. Pour  = 90°, le bras de levier et la droite d’action de F sont perpendiculaires. Tout au long de l’opération de desserrage du filtre à huile, on suppose que la force F est appliquée horizontalement, étudier les variations du moment de la force F, jusqu’à ce que l’effet de rotation soit nul. Variation du moment de la force F en fonction de 