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Effet de levier avec stabilisateur
Bonjour,
Je me pose une question à laquelle je n'ai trouvé de réponse sur le Web.
Imaginez un axe portant une charge d'un côté et reposant sur un pivot de l'autre (voir image jointe).
On peut évaluer le moment de la force exercée par la charge par M=d.F.
Mais imaginez maintenant que l'on place sur le support du pivot un stabilisateur. C'est le cas par exemple d'une échelle de pompier.
Comment évolue le moment ? Le stabilisateur est en appui sur le sol avec une certaine force. Ainsi la force F à l'extrémité de l'axe diminue t'elle de l'intensité de la force d'appui ? D'où la stabilisation...?
Merci de votre aide
la FAQ du forum
équivalences des systèmes de niveaux scolairesBonjour
Une mise au point pour commencer : si M= F.d , d est la distance du pivot à la verticale passant par le centre de gravité de la charge, pas la distance du pivot au centre de la charge. Ajouter un stabilisateur ne modifie pas le moment M. Le stabilisateur est destiné à empêcher le socle soutenant le pivot de basculer vers la gauche.
Hello
Merci pour ce message.
Bien sur le stabilisateur est là pour empêcher le basculement du dispositif. Mais selon quelle loi de physique ? Quelle est ou quelles sont la ou les les forces qui s'opposent à ce basculement ? Est la force de réaction du support (ici le sol) ?
Merci
Connaissant la masse et la géométrie du socle, tu pourrais calculer la masse minimale de la charge entrainant le basculement en absence de stabilisateur.
Connaissant la longueur et la masse du stabilisateur, tu pourrais ensuite calculer la masse minimale de la charge entrainant le basculement en présence du stabilisateur. Dans le second cas, la masse minimale est très largement supérieure.
Oui cela me semble cohérent.
En fait je recherche le principe plus que la démonstration.
Prenons l'exemple d'une échelle pivotante de sapeurs-pompiers. L'échelle est dressée et on comprend intuitivement que les stabilisateurs vont empêcher l'ensemble (échelle et engin porteur) de basculer.
Si l'échelle est stable en position dressée c'est qu'il y a un équilibre de forces.
Peut être s'agit-il de la poussée de réaction de la semelle du stabilisateur (son point de contact avec le sol) qui compense l'effet de la force qui s'exerce vers le sol cette fois à l'extrémité de l'échelle (qui porte en général une nacelle et des équipiers, dont un certain poids). Je ne sais pas si cette hypothèse est vraisemblable physiquement ni comment la matérialiser.
En résumé je cherche les deux forces en opposition. J'en connais une, celle qui est appliquée à l'extremité de l'échelle. Mais je ne sais pas quelle force (direction, intensité) à appliquer au stabilisateur.
Quelques idées générales sans démonstration rigoureuse.
Situation sans stabilisateur.
Qu'est-ce qui empêche le système de pivoter autour de l'axe 
1 perpendiculaire au plan de figure ? Tout simplement le poids du système de centre de gravité G. Le moment de ce poids s'oppose au moment du poids de la charge et, en première approximation, tant que P.d1<F.d il n'y a pas de basculement.
Situation avec stabilisateur.
Qu'est ce qui change par rapport à la situation précédente ? On peut rajouter le poids du stabilisateur mais celui-ci est sans doute très faible devant le poids du système. Le changement essentiel est la modification de l'axe de basculement possible qui passe de 1 à 2. Cela rallonge considérablement le bras de levier du poids donc augmente très fortement l'influence du poids sur son opposition au basculement. La condition de non basculement est maintenant : P.d2>F.d
Encore une fois : pas de force supplémentaire miracle qui serait responsable d'une meilleure stabilisation ; juste une augmentation du bras de levier du poids !
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