Equilibre D'un Corps Sous L'action de 2 Forces

Équilibre d’un Corps Solide Soumis à Deux Forces
I- Conditions d’équilibre d’un solide soumis à deux forces
Lorsqu’un solide est en équilibre sous l’action de deux forces ⃗

F 1 et ⃗
F 2, alors :
- La somme vectorielle de deux forces ⃗

F 1 et ⃗
F 2 est égale au vecteur nul, on écrit
alors : ………………………………………….Cette condition est nécessaire pour que son
centre d’inertie G soit au repos.
- Les deux forces ont la ………………………………………………….. (la même
direction). Cette condition est nécessaire pour l’absence de rotation du corps autour de lui-
même au cas où la première loi est vérifiée.
Remarque
- Les deux conditions sont nécessaires pour obtenir l’équilibre d’un corps solide
soumis à deux forces, mais elles sont insuffisantes : Principe d’inertie.
- Pour étudier l’équilibre d’un système, il faut :
* Déterminer le système étudié.
* Faire le bilan des forces exercées sur le système étudié.
* Appliquer les deux conditions d’équilibre.
II- Force exercée par un ressort
1- Définition de la tension d’un ressort
Le ressort est un corps solide déformable (susceptible d’être allongé ou comprimé).

Lorsque le ressort est déformé (allongé ou comprimé) il exerce une force sur le corps agissant.
Cette force est appelée tension du ressort et notée………………………
2- Relation entre la tension T et l’allongement du ressort ΔL
On considère un ressort (R) à spires non

jointives, de masse négligeable accroché à un support.
On suspend à son autre extrémité libre, des masses
marquées (m) différentes, le ressort s’allonge d’un
allongement ……………………………….
On mesure à chaque fois la longueur finale Lf du ressort. On obtient les résultats
suivants :
m (g) 0 10 20 50 100 150 200
Lf (cm) 10 10,5 11 12,5 15 17,5 20
ΔL (cm) ……. ……. ……. ……. ……. ……. …….
T (N) ……. ……. ……. ……. ……. ……. …….
1- Déterminer le système étudié.
…………………………………………………………………………………………………
2- Faire l’inventaire des forces extérieures qui s’exercent sur la masse marquée.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
3- La masse maquée est-elle en équilibre ? Donner la relation entre T la tension du

ressort et P l’intensité du poids. Puis représenter ces forces en précisant l’échelle utilisée.
………………………………………………………………..
………………………………………………………………..
………………………………………………………………..
………………………………………………………………..
………………………………………………………………..
………………………………………………………………..
………………………………………………………………..
4- Quelle est la longueur initiale L0 du ressort ?
…………………………………………………………………………………………………
5- Compléter le tableau ci-dessus, on prendra g = 10 N.Kg-1.
Voir tableau.
6- Sur papier millimétrée, tracer la courbe qui représente la variation de T en fonction
de L, c’est-à-dire T = f (L).
La variation de T en fonction de ΔL.
7- Déduire la relation mathématique entre la tension du ressort T et son allongement

ΔL.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
K est une grandeur qui caractérise la dureté d’un ressort, elle est appelée la
raideur du ressort, son unité est N.m-1.
Conclusion
- Chaque ressort est caractérisé par une grandeur physique appelée ……………….,
son unité est N/m.
- La tension du ressort ⃗
T est la force exercée par le ressort sur un solide lorsqu’il est
…………………………………………………………………………………………………
- Les caractéristiques de ⃗
T:
* …………………………………. : Le point de contact entre le ressort et le corps.
* ………………………………….: Celle du ressort.
* ………………………………….: Sens opposé à celui de la déformation.
* ………………………………….: ………………………………….
K : La raideur du ressort en (N.m-1).
ΔL: L’allongement du ressort en (m).
III- Poussée d’Archimède
1- mise en évidence
Lorsqu’on plonge un morceau de liège dans l’eau, celle-ci remonte à la surface, cela
s’explique par l’existence d’une force exercée par l’eau sur le liège. Cette force s’appelle
………………………………….………………………………….…………………………….
2- Manipulation
- On suspend un corps solide à un dynamomètre, on note
la valeur T affichée du dynamomètre.
- On immerge le solide suspendue dans l’eau, le
dynamomètre indique la valeur T′<T.
- Dans l’air, le solide est en équilibre sous l’action de 2
forces :…………………………... Donc : ………………………..
- Dans le fluide, le solide est en équilibre sous l’action de 3
forces : ………………………..………………………..
………………………..………………………..………………………..……………
L’intensité de la poussée d’Archimède est : ………………………..…………………
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
3- Conclusion
Tout corps plongé dans un fluide (liquide ou gaz) au repos, subit de la part de ce
fluide une force de poussée verticale, dirigée dont l’intensité est égale au poids de volume de
fluide déplacé. On écrit :……………………………………………………………………..
Avec :
ρ : Masse volumique du fluide déplacé ……………………………………….
g : Intensité de la pesanteur …………………………………………………..
V : Volume de fluide déplacé ………………………………………………..
4- Caractéristiques de la poussée d’Archimède
- ……………………………: Centre d’inertie du fluide

déplacé (centre du volume immergé).
- ……………………………: La verticale passant par le
centre de la poussée.
- …………………………… : Du bas vers le haut.
- …………………………… : Celle du poids du fluide
déplacé FA = ρ.g.V.
Exercice
Un pavé flotte à la surface de l’eau. Ses dimensions sont :
Hauteur : h Longueur : L Largeur : l ρeau g
20cm 60cm 20cm 1000 kg/m 3
10 N/kg
1- Déterminer le système étudié.
………………………..………………………..………………………..……………………….
2- Faire le bilan des forces agissant sur le système.
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
3- Le pavé émerge sur une hauteur de 3cm. Calculer Vi le volume de la partie
immergée.
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
4- Calculer FA l’intensité de la poussée d’Archimède appliquée au pavé.
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
5- Déduire P la valeur du poids du pavé.
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
6- Calculer m la masse du pavé.
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
7- Calculer V le volume du pavé. Puis Préciser le matériau constituant ce pavé :
Matériau Polystyrène Bois glace Aluminium Fer
Masse volumique
11 850 920 2700 8000
(kg/m3)
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….
………………………..………………………..………………………..……………………….

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Équilibre d’un Corps Solide Soumis à Deux Forces

I- Conditions d’équilibre d’un solide soumis à deux forces

Lorsqu’un solide est en équilibre sous l’action de deux forces ⃗

- La somme vectorielle de deux forces ⃗

1- Définition de la tension d’un ressort

Le ressort est un corps solide déformable (susceptible d’être allongé ou comprimé).

2- Relation entre la tension T et l’allongement du ressort ΔL

On considère un ressort (R) à spires non

m (g) 0 10 20 50 100 150 200

Lf (cm) 10 10,5 11 12,5 15 17,5 20

ΔL (cm) ……. ……. ……. ……. ……. ……. …….

T (N) ……. ……. ……. ……. ……. ……. …….

1- Déterminer le système étudié.

3- La masse maquée est-elle en équilibre ? Donner la relation entre T la tension du

5- Compléter le tableau ci-dessus, on prendra g = 10 N.Kg-1.

La variation de T en fonction de ΔL.

7- Déduire la relation mathématique entre la tension du ressort T et son allongement

L’intensité de la poussée d’Archimède est : ………………………..…………………

- ……………………………: Centre d’inertie du fluide

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