Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Composantes et notion de moment

Posté par
tanb56
13-02-21 à 17:45

Bonjour à tous, j'ai un problème sur un exercice de statique je mets l'énoncé et la première question juste là :

-L'action mécanique de l'utilisateur sur la clé à
molette est modélisée par une force F de point
d'application A et de norme 150 N.
Dessin disproportionné,
Dessiner, calculer et annoter les composantes
de ⃗ F puis calculer les composantes de ⃗BA

J'ai d'abord pensé à calculer l'hypothénuse (si on imagine un triangle rectangle sur la clé à molette) et donc j'ai trouvé 99,6 mm et j'ai trouvé un angle de 13,12° en A (pas le alpha l'angle A sur la clé) en faisant cos = adj/hypothénuse = 97/99,6. Par contre je comprends pas du tout comment calculer la résultante et le moment.

Merci pour les futures personnes qui m'apporteront des éclaircissements sur cet exercice...

Composantes et notion de moment

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 17:55

Bonjour,

Pour le calcul de l'angle, vous parlez de l'angle A différent de .
J'ai du mal à voir cet angle A et votre triangle rectangle d'hypothénuse 99,6.
Un dessin montrant le dit triangle et l'angle A, peut-être ?
Quatre chiffres significatifs me paraissent un peu trop.

Sinon on a bien besoin de pour les calculs et c'est mesurable avec un rapporteur.

Vous n'avez pas à calculer la résultante : elle est donnée 150 N.
Par contre, il vous faut la projeter sur les axes x et y, d'où la nécessité de l'angle .
Vous savez projeter un vecteur ?
Idem pour \vec{BA}, mais là c'est plus immédiat, il faut simplement traduire le dessin.

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:01

J'ai modélisé le triangle donc je parlais comme ceci :

Composantes et notion de moment

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:10

Bonjour,

J'ai compris pour l'angle A et AB=99,6mm, c'est exact. Mais cela n'est pas très utile : la question est de trouver les composantes de \vec{BA}. Sur le dessin que vous avez fait, les composantes en x et y sont représentées par quelles longueurs ?

Une remarque : éviter de noter avec le même nom deux points différents (B et B sont différents, comme C et C).

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:14

J'ai pensé à utiliser le cos avec la force de F mais nous n'avons aucune longueur sur le triangle rectangle que je vous ai dessiné en dessous donc je ne comprends pas.
Nous avons fais un exercice du même type où l'on devait calculer des composantes mais je n'avais pas du tout compris donc voilà...

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:16

Citation :
J'ai pensé à utiliser le cos avec la force


C'est bien cela.

La valeur est donnée dans le texte : "une force F ... de norme 150 N".

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:25

oui il faut une autre valeur pour calculer le cos non ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:25

je prends 90° ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:27

L'angle , vous le mesurez au rapporteur.

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:30

Sur la feuille, c'est écrit que ce n'est pas les vrais dimensions et notre professeur ne nous as jamais dit de mesurer l'angle, de plus l'exercice n'est pas imprimé et n'ayant pas d'imprimante, je ne peux pas mesurer l'angle...

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:42

Comment avez-vous mesuré alors le 99,6 mm ?

Si vous avez réussi à déterminer A, faites de même avec le triangle AB'C' (celui de la force) pour trouver

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 18:57

Nous avons calculer le 99,6 mm  en utilisant le théorème de pythagore en nous servant des mesures 23mm et 97mm Donc cela nous a fait hypothénuse = 97²+23² et la racine carré donne 99.6mm.
Pour ce qui est de A (dans le triangle AB'C') c'est que je ne sais pas si nous pouvons dire que le côté adjacent à A est aussi égal à 150 N ou non... Cela faciliterait les choses. Et je me demande aussi si l'angle en A (dans le triangle de la force) est aussi égal à 13.12° comme je l'avais calculé pour l'autre triangle (celui sur la clé) .

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 19:20

Le seules mesures donc vous avez besoin pour \vec{BA} sont les 23 et 97 mm.

L'angle A n'a aucune raison d'être égal à , sauf par hasard.

Pour la force,  il faut considérer que votre triangle AB'C' est dessiné à une échelle telle que AC'=150 N, vous pourrait alors en déduire AB' et B'C'. Si vous n'avez aucun moyen de mesurer, alors je ne sais pas.
Solution 1 : poser votre rapporteur sur l'écran
Solution 2 : poser le double décimètre sur l'écran et mesurer AB' B'C' et AC'.
Solution 3 : trouver un logiciel capable de faire des mesures sur une image, vous avez cela dans vos outils

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 21:23

Je vais essayer...

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 22:35

Le mieux serait quand même que soit fourni, il n'est pas caché quelque part dans les question suivantes ou autre.

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 22:39

Non j'ai vérifié mais il n'est pas donné 😕

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 13-02-21 à 22:44

Dernière possibilité : on vous demande un calcul littéral (avec donc) et à la fin, il y a une question du type "déterminer pour que le moment soit maximal."

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 10:07

Malheureusement la deuxième question est la suivante : "Calculer les moments des composantes en Fx et Fy en B, sans oublier de dessiner leur bras de levier pour en déduire :  

Composantes et notion de moment

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 10:11

Je ne vois pas trop l'intérêt de calculer séparément les moments des composantes, chaque calcul étant aussi compliqué que le calcul direct du moment de la force.

Commençons donc par la fin : que savez-vous du moment d'une force en un point ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 10:18

J'ai enfin compris !

Je suppose que vous avez défini le moment comme force x bras de levier.

Si vous prenez Fx, quel est le bras de levier ?
Si vous prenez Fy, quel est le bras de levier ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 12:05

Je ne comprends pas...

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 12:40

Est-ce que vous avez défini le moment par force x bras de levier ?
Sinon, comment l'avez-vous défini ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 12:55

Non je n'ai pas défini le moment par force x

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 12:56

OK, et donc comment l'avez-vous défini ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 13:51

sur x cest distance  x Fx et Fx= F x cos(alpha)

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 14:44

Je pensais à quelle chose du genre : .
Cela vous dit quelque chose ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 14:48

Je vois à peu près (nous n'avons pas eu beaucoup de cours sur cette partie) donc si je comprends bien, je dois écrire M(F) = 150* OH (OH étant inconnue sauf si l'on prend une valeur dans l'exercice et la convertir en mètres...)

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 14:51

Ou bien ducoup si nous prenons une valeur dans l'énoncé, je prendrais le 97mm donc cela fait 0,097, que nous remplaçons par OH Donc :
M(F) = 150 * 0,097 = 14,55 N/m ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 14:57

Citation :
je dois écrire M(F) = 150* OH, OH étant inconnue


Oui, c'est bien cela sauf que OH étant inconnue, il faut s'y prendre autrement, ... en suivant le texte, c'est-à-dire
M(Fx)=Fx * OH1
M(Fy)=Fy * OH2
et d'additionner ensuite
Le tout est de voir où se trouve OH1 et OH2 sur le schéma.

remarque finale : ne pas oublier les problèmes de signe.

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 15:08

Peut-on utiliser :
Fx - 150cos(alpha) = 0  ->   Fx = 150sin(alpha)     (composante de Fx)  ?
Fy - 150sin(alpha)  = 0  ->   Fy = 150cos(alpha)    (composante de Fy)  ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 16:07

Oui c'est bien cela à quelques bémols près :
- je ne vois pas d'où sort cette somme égale à 0
- le implique passe d'un cos à un sin
- le point de départ est la projection, donc la deuxième partie (après le -> )
- alpha est a priori non orienté (double flèche), donc il faut regarder le dessin et sur celui-ci on voit que Fx et Fy sont négatifs, donc

Fx = -150 sin(alpha)  
Fy = -150 cos(alpha)  

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 16:21

Donc si je comprends bien pour calculer M(Fz) nous faisons:
97 * (-150)sin(alpha) + 23*(-150)cos(alpha) ?

Dernier petit problème, dans la formule permettant de calculer un moment OH étant inconnue, puis-je mettre une autre distance, comme 97 dans ce cas ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 17:05

Je mets un dessin pour mieux voir :

Quel est le bras de levier (votre OH) de Fx ?
dito Fy ?

Dans quel sens Fx fait-il tourner la clef ?
dito Fy ?



Composantes et notion de moment

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 17:27

Le bras de levier de Fx est AB et celui de Fy est AC' (c'est ce que j'essaye de m'imaginer) ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 17:30

Le sens de Fx est de A vers B et le sens de Fy est de A vers B' (selon le schéma avec les points que j'ai réalisé plus haut)

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 17:46

"On appelle «bras de levier» d'une force F⃗ par rapport à un axe de rotation ∆ la distance entre la ligne d'action de F⃗ et l'axe de rotation.
C'est la longueur du segment qui lie l'axe ∆ à la ligne d'action de la force, le segment étant perpendiculaire à cette ligne d'action."

Ici l'axe est en B.  AB n'est perpendiculaire ni à F ni à Fx ni à Fy
La "ligne d'action" de Fx est horizontale, donc la distance doit être prise verticalement soit 23.
La "ligne d'action" de Fy est verticale, donc la distance doit être prise horizontalement soit 97.

Voir les schémas ci-dessous.


Composantes et notion de moment

Composantes et notion de moment

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 17:58

Oohh je viens de comprendre merci beaucoup 😉 (je comprends beaucoup mieux avec des schémas). Donc si je résume, le OH en question de Fx doit être pris verticalement et le OH de Fy doit être pris horizontalement ce qui nous donne
M(Fx) = -150sin(alpha) * 23
M(Fy) = -150cos(alpha) * 97 ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:03

C'est bien cela, il reste les problèmes de signe : le signe concerne le sens dans lequel on tend à faire tourner la clef, c'est un sens de rotation, pas l'orientation de F.

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:07

Le signe est lisible sur la figure ou pas ?.

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:09

Oui

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:15

Si on tend à lever la clé en angle droit, le signe sera positif ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:19

Si on "lève" la clef (du côté A), oui la valeur sera positive (on tend à tourner dans le sens x -> y qui est le sens positif.

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:30

Donc le signe change M(Fz) ?

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 18:37

Je n'ai pas bien compris ce que le signe représentait ici...

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 19:19

Fx fait tourner dans le sens x->y (inverse aiguille d'une montre), doit donc être compté positif,
Fy fait tourner dans le sens y->x (sens aiguille d'une montre), doit donc être compté négatif,

Soit M= + abs(Fx).23  - abs(Fy).97 en N.mm

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 19:30

Ah d'accord je viens de comprendre !
Mais que représente les "abs" ?

Posté par
gts2
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 19:31

abs(x) pour valeur absolue de x

Posté par
tanb56
re : Composantes et notion de moment 14-02-21 à 19:35

Ah d'accord ! merci beaucoup pour votre aide et votre temps que vous avez mis pour m'aider (je suis un peu long à la détente 😅). Je vais faire le reste de mes exercices tout seul avec ce que vous m'avez appris !



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !