Cours de statique - 1ère STI2D Page 1/4

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STATIQUE

Objectif : Être capable de déterminer graphiquement les efforts s'exerçant sur un solide en vu de le dimensionner. A la fin de ce cours, vous devez être capable de rechercher :

• Les efforts s'exerçant sur un solide soumis à deux forces.

• Les efforts s'exerçant sur un solide soumis à trois forces.

• Les moments s'exerçant sur un solide. Et d'expliquer les méthodes correspondantes.

1 COURS.

1.1 SOLIDE SOUMIS A DES EFFORTS A En statique, on va rechercher les efforts qui s'exercent sur des solides (ou ensemble de solides) en équilibre. Les caractéristiques de ces efforts sont :

•

•

Exemple : Suspension Pro-Link.On recherche les efforts sur la patte (3) afin de la dimensionner.

Force Point

d’application Direction Norme

1.2 PRINCIPE FONDAMENTAL DE LA STATIQUE Pour un solide, ou un ensemble de solides en équilibre :

Nous allons rechercher les efforts sur les solides à l'aide de méthodes graphiques.

1.3 SOLIDE SOUMIS A DEUX FORCES. Exemple pour un système bielle manivelle

Force Point d’application Direction Norme

1.4 SOLIDE SOUMIS A TROIS FORCES. Le plus souvent, quand un solide est soumis à trois forces, on connait :

• Une force complètement (direction, intensité) ;

• La direction d'une autre force.

Règle :

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A

B

On recherche la direction de la dernière force et l'intensité des deux forces avec la méthode suivante : Règle 1 - Recherche de direction des forces : Règle 2 - Recherche des intensités des Forces

Exemple : On recherche les efforts s'exerçant sur une benne de camion.

Force Point

d’application Direction Norme

1.5 RECHERCHE DES MOMENTS. Règle :

2 EXERCICES.

2.1 SOLIDE SOUMIS A DEUX FORCES. Exercice 1. : Sachant que l'effort exercé sur la suspension en A est de 1000 N, dirigée vers le bas, tracer les actions mécaniques auxquelles elle

est soumise. Echelle 1 cm ⇔ 500 N Force Direction Intensité

Exercice 2. : Un câble soumet le tendeur de structure à un effort de 250 N.

Représenter les efforts en A et en B en prenant 1 cm ⇔ 100 N

Force Point

d’application Direction Intensité

A

B

G

A

B

C P���

1 cm ⇔ 1000 N

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2.2 SOLIDE SOUMIS A TROIS FORCES. Exercice 3. : Le poids de la structure (1) ci-dessous est de 3000 N. Rechercher graphiquement l'effort exercé par le vérin (2) sur la structure (1).

Bilan des actions mécaniques sur le vérin (2) :

Force Point

d’application Direction Intensité

Bilan des actions mécaniques sur la structure (1) :

Force Point

d’application Direction Intensité

Exercice 4. : Certaines gares de RER sont équipées d’un quai abrité par une toiture (1) suspendue par des tirants (2). La masse de la toiture 1 est de 1000 kg, on prendra g= 10 m/s2. Donner les actions mécaniques exercées en A et B sur la toiture (1).

Bilan des actions mécaniques sur le tirant (2) :

Force Point

d’application Direction Intensité

1

2

A B G

C

D

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Bilan des actions mécaniques sur la toiture (1) :

Force Point

d’application Direction Intensité

2.3 MOMENTS. Exercice 5. : Le poids de la voiture est de 20000 N. Calculer les actions mécaniques exercées en A et B à l’aide du théorème des moments.

Exercice 6. : Un nageur pèse 70 kg. Quel est l’effort appliqué par (0) sur la planche en B ?

Exercice 7. : Un robinet d’arrosage fonctionne de la manière suivante : Quand l’utilisateur appuie verticalement sur le levier (2) en A, il tire (3+4) ; cela comprime un ressort de raideur K = 30 N/m. Quelle est la force que doit exercer le jardinier en A sachant que le ressort doit s’écraser de 2 mm pour que l’eau passe ?

Exercice 8. : Quel doit être l’effort dans le vérin (3+4) pour soulever (2) ? Utiliser le théorème des moments en C