Force gravitationnelle
Équation
A force gravitationnelle ($F_g$) est basé sur a masse gravitationnelle ($m_g$) de l'objet et sur une constante qui reflète l'intensité de la gravité à la surface de la planète. Cette dernière est identifiée par a accélération gravitationnelle ($g$), qui est égal à $9.8 m/s^2$.
Par conséquent, on en conclut que :
$ F_g = m_g g $ |
ID:(3241, 0)
Force et couple
Description
Comme nous l'avons vu, le moment de force joue un rôle analogue à la force dans le cas de la rotation :
$F\longleftrightarrow T$
Pour établir les équations de mouvement, nous pouvons rappeler comment la force a été définie en termes de quantité de mouvement :
$F=\displaystyle\frac{\Delta p}{\Delta t}$
et comment le moment de force a été défini :
$T=\displaystyle\frac{\Delta L}{\Delta t}$
Nous pouvons établir une relation entre les deux pour décrire la génération de moment de force en fonction de la force :
Par conséquent, nous devons d'abord définir ce qui équivaut à la Quantité de mouvement dans le contexte de la rotation.
ID:(325, 0)
Relation simple couple - force
Équation
Puisque la relation entre le moment angulaire et le moment est
$ L = r p $ |
sa dérivée temporelle nous conduit à la relation du moment de force
$ T = r F $ |
La rotation du corps se produit autour d'un axe dans la direction du moment de force, qui passe par le centre de masse.
ID:(4431, 0)
Loi du levier
Équation
Si une barre montée sur un point servant d'axe est soumise à A forcer 1 ($F_1$) à A force de distance - axe (bras) 1 ($d_1$) de l'axe, générant un couple $T_1$, et à A forcer 2 ($F_2$) à A force de distance - axe (bras) 2 ($d_2$) de l'axe, générant un couple $T_2$, elle sera en équilibre si les deux couples sont égaux. Ainsi, l'équilibre correspond à la loi du levier, exprimée comme suit :
$ d_1 F_1 = d_2 F_2 $ |
Dans le cas d'une balance, une force gravitationnelle agit sur chaque bras, générant un couple
$ T = r F $ |
Si les longueurs des bras sont $d_i$ et les forces sont $F_i$ avec $i=1,2$, la condition d'équilibre exige que la somme des couples soit nulle :
$\displaystyle\sum_i \vec{T}_i=0$ |
Par conséquent, en considérant que le signe de chaque couple dépend de la direction dans laquelle il induit une rotation,
$d_1F_1-d_2F_2=0$
ce qui donne comme résultat
.
ID:(3250, 0)
Notion de centre de masse (CM)
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Si l'on considère la répartition de la masse dans l'espace, il devrait toujours être possible d'identifier un point où la force exercée par la masse d'un côté est égale à la force générée de l'autre côté :
Ce concept implique que, pour n'importe quelle orientation d'un objet, un point d'appui peut être localisé, où l'objet est en équilibre. Chacun de ces points correspond à une ligne verticale. En répétant ce processus avec différentes orientations de l'objet, il devient évident que les lignes verticales se croisent en un point spécifique à l'intérieur de l'objet. Ce point est appelé centre de masse (CM). En essence, le centre de masse est le point unique à l'intérieur de l'objet où, quelle que soit son orientation, l'équilibre est toujours atteint.
ID:(323, 0)
Définition du centre de masse (CM)
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On peut définir le centre de masse comme le point où toutes les lignes verticales tracées à travers les points où le système est en équilibre se croisent :
ID:(11603, 0)
Trajectoire d'un corps avec translation et rotation
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Tout corps qui se déplace et tourne le fait de manière à ce que :
• son mouvement de translation puisse être décrit comme si toute la masse était concentrée au centre de masse,
• sa rotation s'effectue autour du centre de masse comme s'il n'était pas en translation.
ID:(11604, 0)
Couple, règle de la main droite
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L'orientation du couple peut être déterminée à l'aide de la règle de la main droite : si vous pointez vos doigts dans la direction du rayon et que vous tournez dans le sens de la force,
ID:(11602, 0)
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Video
Vidéo : Génération de couple