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Génération de couple

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>Modèle

ID:(1416, 0)



Force gravitationnelle

Équation

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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 $

$g$
Accélération gravitationnelle
9.8
$m/s^2$
5310
$F_g$
Force gravitationnelle
$N$
4977
$m_g$
Masse gravitationnelle
$kg$
8762

ID:(3241, 0)



Force et couple

Description

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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

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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 $

$F$
Force
$N$
4975
$r$
Radio
$m$
9884
$T$
Torque
$N m$
4988

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

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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 $

$d_1$
Force de distance - axe (bras) 1
$m$
6138
$d_2$
Force de distance - axe (bras) 2
$m$
6139
$F_1$
Forcer 1
$N$
6140
$F_2$
Forcer 2
$N$
6141

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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