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pus
Va.
ne
Le système en équilibre représenté ci-dessous est constitué de :
- Un disque homogène de centre C, de masse m = 180g et
de rayon r = 10 cm.
Une barre (OD) homogène de masse négligeable et
de longueur L = 1m pouvant tourner autour d'un axe (A)
horizontal et passant par O.
L'équilibre est assuré par un ressort de masse négligeable,
d'axe vertical.
c.
le
'S
La verticale
re
.L
(4)
a
Plan horizontal
On néglige tous les frottements.
On donne : a = 45°.
1. Etablir le bilan des forces appliquées au disque. (1 pt)
2. Construire le polygone de ces forces. (0,5 pt)
Echelle : 1 cm -> 5 N.
a 3. En déduire les intensités des réactions du mur vertical
et de la barre sur le disque. (1 pt)
4. En étudiant l'équilibre de la barre, déterminer l'intensité
de la tension du ressort. (2 pt)
5. Trouver géométriquement l'intensité de la réaction de
l'axe (A) sur la barre. (0,5 pt)

Sagot :

Réponse :

Explications :

Bonjour,

1. Etablir le bilan des forces appliquées au disque.

repère XoY avec oX = sol et oY = mur

On néglige tous les frottements donc :

FA portée par +oX = FAx

FB portée par rayon BC soit -FBx et +FBy

poids P portée par -oY soit si g = 10 N/kg P = -0.18 * 10y = -1.8y N

2. Construire le polygone de ces forces.

si 1cm = 5 N alors 1.8 N = 0.36 cm

pour des questions de précision je vais prendre 18 cm pour 1.8 N

polygone des forces voir pièce jointe :

en rouge P représenté par CG

en vert FA représenté par GI

en bleu FB représenté par IC

3. En déduire les intensités des réactions du mur vertical et de la barre sur le disque

CG = 18 cm soit P = 1.8 N

GI = 18 cm soit FA = 1.8 N

IC = 25.5 cm soit FB = 2.55 N

4. En étudiant l'équilibre de la barre, déterminer l'intensité de la tension du ressort.

sur la barre on a :

FO action de Δ sur la barre

-FB action du disque sur la barre perpendiculaire à la barre

+FRy  action de rappel du ressort, verticale, ascendante

l'angle AOB = 360 - 90 - 90 - (90+45) = 45°

donc angle COB = 45/2 = 22.5°

donc tan22.5 = CB/OB soit OB = 10/tan22.5 = 24.14 cm

faisons le moment de ces forces autour de Δ en O

soit - 24.14 * 2.55 + 100 * cos 45° * FR  = 0

donc FR = 24.14 * 2.55 / (100* cos45) = 0.87 N

5. Trouver géométriquement l'intensité de la réaction de l'axe (A) sur la barre.

en O plaçons la parallèle a FB = 25.5 cm = segment OF

en O plaçons la parallèle a FR = 8.7 cm = segment OI

on ferme le triangle des forces = segment JF qui mesure 20.3 cm soit un effort de 2.03 N

vérifiez mes résultats !!

View image Legrandu48