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Mécanique statique

Posté par
yoyomi
16-01-16 à 19:51

Bonjour,

J'ai examen écrit de physique lundi et malheureusement, il y a un exercice que je n'arrive pas à résoudre. Il s'agit d'un exercice d'examen d'une année antérieure (donc important).

Voici l'énoncé : "Un expérimentateur désire déterminer la position du centre de gravité d'une tige hétérogène dont le poids W est de 100 N. Pour ce faire, il attache la tige à l'aide de deux cordes en prenant soin de placer la tige horizontalement. Il mesure alors un angle de 36,9° et un angle de 53,1°. Si la tige a une longueur de 6,1 m, calcule
a) la position du centre de gravité
b) les forces de tension dans les cordes"

Le prof a donné les réponses : F1 = 80 N et F2 = 60 N et x = 2,196 m.

J'ai essayé de faire l'exercice mais je n'arrive jamais à la bonne réponse. Je joins le schéma que j'ai fait de la situation (je le pense correct) et mon raisonnement (il doit y avoir une erreur quelque part...). Si quelqu'un sait m'aider, ça serait sympa

** image supprimée **

Merci d'avance,
Yohan

***Edit gbm : seule l'image du schéma peut être postées via le bouton Img. Ta proposition est à recopier***

Posté par
vanoise
re : Mécanique statique 16-01-16 à 23:19

Bonsoir,
Je vais tenter de te répondre sans avoir la figure...
Je note A l'extrémité de la tige à laquelle est fixée la corde inclinée de l'angle ; cette corde exerce sur la tige la force FA ; je note B l'autre extrémité de la tige à laquelle est fixée l'autre corde exerçant sur la tige la force FB.
La somme des trois vecteurs forces est le vecteur nul.
En projection sur un axe vertical, cela conduit à :
W=FA.sin( + FB.sin()
En projection sur un axe horizontal, cela conduit à :
FA.cos() = FB.cos()
Cela donne un système de deux équations à deux inconnues. En remplaçant dans la première FB par son expression déduite de la seconde, on obtient :

W=F_{A}\sin\left(\theta\right)+F_{A}\frac{\sin\left(\varphi\right)\cos\left(\theta\right)}{\cos\left(\varphi\right)}=F_{A}\left[\sin\left(\theta\right)+\cos\left(\theta\right)\tan\left(\varphi\right)\right]

\boxed{F_{A}=\frac{W}{\sin\left(\theta\right)+\cos\left(\theta\right)\tan\left(\varphi\right)}\approx60,0N}
La seconde relation conduit à :

\boxed{F_{B}=F_{A}\frac{\cos\left(\theta\right)}{\cos\left(\varphi\right)}\approx80,0N}
Pour la distance AG, il faut appliquer le théorème des moments soit en A, soit en B, soit en G. Appliquons-le en B en écrivant que la somme des moments des trois forces en B est nulle. Soit en utilisant la notion de moment vectoriel (produit vectoriel) soit en utilisant la notion de bras de levier, tu obtiens :

BG\cdot W=BA\cdot F_{A}\cdot\sin\left(\theta\right)
Soit :

\boxed{\text{distance \ensuremath{BG=\frac{L\cdot F_{A}\cdot\sin\left(\theta\right)}{W}\approx2,20m}}}

Posté par
vanoise
re : Mécanique statique 17-01-16 à 14:00

Bonjour
Voici le schéma que j'ai utilisé pour mon raisonnement du message précédent ; à toi d'adapter les résultats...
Ce schéma n'est pas  à l'échelle...

Mécanique statique



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