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Niveau seconde
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Équilibre d'une potence

Posté par
beugg
22-03-15 à 16:24

Bonsoir
J'aurais besoin d'aide pour cet exercice:

Une potence ABC est fixée à un mur en ses points A et C .Un solide S de masse m est accroché au point B par l'intermédiaire d'un fil inextensible .(figure ci-dessous).On néglige le poids des poutres AB et AC .
On note par FA la force retenant la potence et par Fc la force soutenant la potence .
Données: m= 10kg ;g= 10 N /kg ;2BC= 3AC.
1.Écrire la condition d'équilibre de la potence .En déduire une représentation en B ,de toutes les forces agissant sur la potence.
2.Par construction géométrique démontrer l'égalité :AB/BC =FA/FC .
3.Déduire de la question 2. la relation FC= 3√5/5 FA
4. Par construction géométrique ,exprimer FA en fonction du rapport AB/AC et P . En déduire la valeur de FA puis déterminer FC .
5.Lorsqu'on remplace le solide S par un autre solide S' de masse m' = 57,8 kg le scellement en A saute .Ce qui compte la liaison en ce point .Déterminer l'intensité F'A de la force arrachant le scellement en A .

Voici la figure :

Équilibre d\'une potence

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 22-03-15 à 16:27

Voici la figure de ma réponse:

Est-elle convient ?

Équilibre d\'une potence

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 22-03-15 à 19:53

Ou bien cette figure:

Équilibre d\'une potence

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 23-03-15 à 13:46

Salut,

Malheureusement, tes deux schémas ne sont pas 100% corrects.

On commence par le point B : il est soumis au poids du solide :
* direction : verticale
* sens : vers le bas
* valeur : m.g

Ensuite, si tu isoles la barre AB, elle est soumise à quelles sollicitations ?
Que te dis le principe des actions réciproques (1ère loi de Newton) ? En relation vectorielle ?
Qu'en déduis-tu sur la représentation des forces ?

Idem pour la barre CB.

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 23-03-15 à 13:47

Dans mon explication, je suppose que le fil est inextensible.

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 23-03-15 à 17:36

Merci gbm

Q1 ,elle soumise à la tension de la barre BC et du mur .

Q2,lorsque deux corps sont en intersection,A exerce une force sur B et B exerce une force sur A.

Q3,alors FA/B = -FB/A (en vecteur). ??

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 23-03-15 à 18:24

Oui, donc si tu fais l'exercice, qu'est-ce que tu en conclus ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 23-03-15 à 18:29

Première partie du lien à méditer :

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 23-03-15 à 21:13

Oui merci

Donc Le bilan des forces appliquées :FA,Fc,P (en vecteur)

La condition d'équilibre: FA+FC+P=0 (en vecteur) ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 07:59

Oui, et si tu les représentes sur un schéma ?

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 11:22

Bonjour gbm

Oui ,comme ça ?

Équilibre d\'une potence

Posté par
J-P
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 13:31

Il me semble que l'énoncé est incomplet.

Si on ne définit pas le types d'attaches en A et C, rien ne permet, me semble-t-il, de préjuger des directions des forces en A et C.

A moins qu'on ne puisse déduire quelque chose de la phrase "On note par FA la force retenant la potence et par Fc la force soutenant la potence.", mais cela me semble bien léger.

Me trompe-je ?

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 18:38

Oui J-P

Je valide .J'ai toujours la confiance à vous.

Mais mon dernier schéma est-il acceptable ?

Merci

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 20:58

Salut J-P .

Oui effectivement, d'où le renvoi vers le lien qui traite d'un exercice similaire, mais avec plus de détails dans l'énoncé ...

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 21:24

Faute de mieux, on va reprendre la phrase de J-P :

Hypothèse :
On suppose que :
* \vec{F_A} est la force retenant la potence ;
* \vec{F_C} la force soutenant la potence ;

1. La condition d'équilibre s'écrit :

\vec{F_A} + \vec{F_A} + \vec{P} = \vec{0}

On a alors, dans ces hypothèses, le schéma fait par beugg à 11h22.

2. On connait :
* la droite d'action du poids P et sa valeur : m.g
* la droite d'action de \vec{F_A}
* celle de \vec{F_C}

Équilibre d\'une potence

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 21:34

Même l'égalité me laisse perplexe :

AB/BC =Fa/Fc

<=> Fc/Fa = BC/AB

<=> Fc = BC/AB.Fa

or 2BC= 3AC

et d'après le théorème de Pythagore :

AC^2 + AB^2 = BC^2

\Leftrightarrow AB = \sqrt{BC^2 - AC^2} = \sqrt{BC^2 - \dfrac{4}{9}.BC^2} = BC. \sqrt{\dfrac{9-4}{9}}= BC. \sqrt{\dfrac{5}{9}} = \dfrac{\sqrt{5}}{3}.BC

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 21:37

donc F_C = \dfrac{BC}{AB}.F_A = \dfrac{3}{\sqrt{5}}.F_A = \dfrac{3.\sqrt{5}}{5}.F_A

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 21:38

Nan, je n'ai rien dit.

J-P, c'est moi ou on veut leur faire utiliser Thalès dans cet exercice ?

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 24-03-15 à 23:44

Merci beaucoup

Alors Q4, AB/AC =FA/P → FA=AB/AC.P <===>  FA= √5/2.P

Donc FA= 111,8N ?

FC= 3√5/5.FA → FC= 150N ?

Q5, F'A= P'-P ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 25-03-15 à 07:43

OUI TB pour la méthode !

Pour les applications numériques, je te fais confiance .

Citation :
Q5, F'A= P'-P ?


Comment tu justifies cela ?

______

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 25-03-15 à 16:05

Parce que je considère que FA a la même intensité que le poids P ??

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 26-03-15 à 10:00

Ou bien F'A= AC.P'/P ?

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 27-03-15 à 19:30

Merci beaucoup gbm et merci aussi pour votre lien .Grâce à lui j'ai mieux compris

Posté par
gbm Webmaster
re : Équilibre d'une potence 27-03-15 à 19:59

Dsl,
je me rends compte que je n'avais pas répondu à ce topic x) !

De rien, je ne te cache pas que je trouve cet exercice compliqué pour ton niveau, surtout quand on voit le manque d'hypothèses dans l'énoncé

Posté par
beugg
re : Équilibre d'une potence 27-03-15 à 20:04

Oui merci



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