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problème de treuil
Bonjour,
Voici le problème que je dois résoudre :
Je suis en présence d'un puit. Je dois maintenir en équilibre un saut de 9 kg. Le "tambour de mon puit à un diamètre de 6 cm et la manivelle du système est de 27 cm.
1) Quelle est l'intensité de la poussée verticale F qu'il faut exercer sur la poignée si le bras de la manivelle est horizontal ?
2) La poussée F demeurant verticale, calculer son intensité lorsque le bras de la manivelle forme un angle de 60° (en direction du haut) avec l'horizontale ?
3) Peut-on encore maintenir le seau avec une force verticale lorsque le bras de la manivelle est lui-même vertical (bras orienté à 12h00) ?
4) Même question si le bras est orienté à 06h00 ?
Mes réponses :
J'ai trouvé les réponses 1 et 2 assez facilement:
1) F1d1 = F2d2 , donc F1 = (F2d2)/d1 = (88,29N * 0,03m)/0,27m = 9,81N
2) d1' = cos(
) * hyp = cos(60°) * 0,27m = 0,135m
donc F1' vaudra 2x F1, donc F1'=19,62N
Mes difficultés :
3) Pour répondre à la question 3), j'ai l'impression qu'il faudrait une force infinie pour retenir le système, donc je répondrais "qu'on ne peut pas le maintenir".
Etes-vous d'accord avec moi sur ce point?
4) Pour la question 4, je crois que c'est différent de la question 3).Là, d'apprès-moi, on peut retenir le système... Cela s'apparente en fait à une sorte de système de "poulie fixe"... J'ai le sentiment qu'on peut maintenir le système immobile avec peu de force (moins que les 88,29N qui représentent le poids du saut...)
Mais je n'arrive pas à justifier mon raisonnement...merci de m'aider !?
Bonjour,
D'accord pour les réponses aux questions 1 et 2
Pour les questions 3 et 4 : quand la manivelle est verticale (que ce soit vers le haut ou vers le bas, peu importe) une force verticale ne crée aucun moment. Donc dans un cas comme dans l'autre impossible de retenir le seau avec une force verticale (heureusement cela est possible avec une force qui alors est horizontale, ou qui a une importante composante horizontale).
bonjour,
merci pour votre réponse !
cas 3) merci pour la justification; vous avez raison, si d1=0, il n'y a pas de moment, donc impossible à retenir.
cas 4)je ne sais pas pourquoi, j'ai l'impression (admettons que le poids du saut correspond à un moment à droite) qu'en m'approchant des 18h00 (avec un moment à gauche) je dois en effet tirer vers le bas de plus en plus fort, mais qu'à 18h00 il me suffit de tirer avec une force légèrement supérieure à la situation précédente, celle où j'aurais un bras de levier mettons d'un cm.
... je ne suis pas encore convaincu avec cette situation...il faudrait que je puisse reproduire cette situation...il faut que je trouve un puit...
Ce qui me plaît vraiment dans ta réponse :
il faudrait que je puisse reproduire cette situation...il faut que je trouve un puits...
En écrivant cela tu montres que tu as bien compris ce qu'est la physique.
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Puisque la force appliquée est verticale, on obtient la mesure du bras de levier en calculant la distance entre la droite support de la force (une verticale passant par l'extrémité de la manivelle) et la verticale passant par l'axe du treuil.
Aussi bien pour la position 12 h que pour la position 6 h cette distance est nulle et donc aussi le bras de levier.
La difficulté de la vérification en pratique de ce résultat vient qu'à l'instant où le moment de la force appliquée est nul et donc à l'instant où le seau redescend on a le réflexe d'empêcher ce mouvement en inclinant la direction de la force (pour créer un moment) : mais alors la direction n'est plus la verticale...
ok je crois que c'est clair maintenant...
encore merci Coll !
salutations
serval1310
PS : je vais en effet essayer de reproduire la situation pour définitivement confirmer la théorie...
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