Cours : Équilibre d’un solide soumis à deux forces ⚖️
Physique – 3ème Année Collège
Introduction 🧐
Un solide soumis à deux forces est en équilibre lorsque ces forces se compensent. Observons ce phénomène dans la vie quotidienne :
Tableau accroché
Grue en équilibre
Pylône électrique
Question : Pourquoi ces objets ne tombent-ils pas ?
1. Condition d’équilibre ⚖️
Loi fondamentale :
Un solide soumis à deux forces est en équilibre si et seulement si :
- Les deux forces ont la même droite d’action
- Elles sont de sens opposés
- Elles ont la même intensité
Activité pratique ✏️
Un objet de 5 kg est suspendu immobile par un câble. Représenter les forces et calculer la tension du câble.
2. Applications pratiques 🏗️
Exemple 1 : Lampe suspendue 💡
La tension du fil équilibre exactement le poids de la lampe.
Exemple 2 : Objet sur table 📚
La réaction du support compense exactement le poids de l’objet.
Cas particulier : Plan incliné ⛰️
3. Méthode de résolution 📝
Étapes pour analyser l’équilibre :
- Isoler le solide étudié
- Identifier toutes les forces appliquées
- Représenter les forces sur un schéma
- Vérifier les conditions d’équilibre
- Calculer les intensités si nécessaire
Exemple résolu :
Énoncé : Un tableau de 2 kg est accroché par un fil. Calculer la tension du fil.
Solution :
- Poids P = m×g = 2×9.8 = 19.6 N
- Seules deux forces : T (tension) et P (poids)
- À l’équilibre : T = P = 19.6 N
Exercice d’application 🧠
Un sac de 8 kg est posé sur le sol. Calculer la réaction du sol.
Synthèse et quiz 📚
À retenir :
- Un solide soumis à deux forces est en équilibre si :
F1 = -F2 - Les forces doivent avoir même droite d’action
- Le poids se calcule par P = m×g
- Méthode : isoler, identifier, représenter, vérifier
Quiz de vérification ✅
1. Quelle est la condition pour qu’un solide soumis à deux forces soit en équilibre ?
2. Comment calcule-t-on le poids d’un objet ?
3. Quel est le poids d’un objet de 3 kg ? (g=9.8 N/kg)
