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Activité – Mouvement et forces : transport de panneaux SITUATION PRO

Chapitre 3 – Mécanique | CAP | Physique-Chimie | ⏱ 50 min

Dernière mise à jour : 5 mai 2026, 17:30

Objectifs :

Situation – transport de panneaux sur chantier

Un artisan menuisier-agenceur doit transporter des panneaux de bois de son camion à l'intérieur du chantier à l'aide d'un chariot élévateur. Il doit organiser les déplacements en tenant compte des distances, des charges et des contraintes de sécurité (levage, équilibre).

Document 1 — Schéma du chronométrage

Chronophotographie : positions toutes les 2 s 0 m t=0 1,6 m t=2 s 3,2 m t=4 s 4,8 m t=6 s 6,4 m t=8 s Points équidistants → vitesse constante (MRU)

Document 2 — Plan du chantier

Document 3 — Données des matériaux à transporter

PanneauMasse (kg)Poids P = m × g (N)
Contreplaqué 18 mm (2,5 × 1,2 m)22à calculer
MDF 25 mm (2,5 × 1,2 m)35à calculer
Panneau massif chêne48à calculer

g = 9,8 N/kg.

📚 Cette activité s'appuie sur §1 (vitesse, mouvement), §2 (forces et poids) et §3 (référentiel) de la leçon Ch03.

Problématique : Comment décrire le mouvement d'un objet et représenter les forces qui agissent sur lui ?

Question 1 ANA

D'après le Doc 1, calculer les distances parcourues entre chaque photo consécutive. Que constate-t-on ?

  • 0 → 1,6 m : 1,6 m
  • 1,6 → 3,2 m : 1,6 m
  • 3,2 → 4,8 m : 1,6 m
  • 4,8 → 6,4 m : 1,6 m

Les distances entre chaque photo sont constantes : 1,6 m. La vitesse est donc constante.

Question 2 REA

Calculer la vitesse du chariot à partir de la chronophotographie (entre 2 photos consécutives, t = 2 s).

v = d / t = 1,6 / 2 = 0,8 m/s.

Cohérent avec la valeur annoncée dans le Doc 2 ✓.

Question 3 ANA

Quelle est la nature du mouvement du chariot dans le couloir droit ? Justifier.

Le mouvement est rectiligne uniforme (MRU) :

  • Rectiligne : trajectoire en ligne droite (couloir droit).
  • Uniforme : vitesse constante (0,8 m/s).

Question 4 ANA

Dans un virage, la vitesse diminue régulièrement. Quel type de mouvement est-ce ? Que verrait-on sur une chronophotographie ?

Mouvement uniformément ralenti (ou décéléré) : la vitesse diminue régulièrement.

Sur une chronophotographie, on verrait des points de plus en plus rapprochés (le chariot avance moins entre 2 photos consécutives).

Si on accélérait, ce serait l'inverse : points de plus en plus écartés (mouvement uniformément accéléré).

Question 5 REA

Calculer le poids P = m × g de chacun des 3 panneaux (g = 9,8 N/kg).

  • Contreplaqué : P = 22 × 9,8 = 215,6 N.
  • MDF : P = 35 × 9,8 = 343 N.
  • Chêne : P = 48 × 9,8 = 470,4 N.

Question 6 REA

Tous les panneaux sont empilés sur le chariot, qui ne bouge pas. Quelle est la charge totale en newtons ? Et la masse totale en kg ?

Poids total : 215,6 + 343 + 470,4 = 1 029 N.

Masse totale : 22 + 35 + 48 = 105 kg.

Soit l'équivalent d'1,5 personnes adultes. Charge importante mais à la portée d'un chariot élévateur standard (capacité 500-2 500 kg).

Question 7 ANA

Le chariot soulève les panneaux verticalement à vitesse constante. Représenter schématiquement les 2 forces : poids et force de levage. Sont-elles en équilibre ?

Schéma :

  • Poids P = 1 029 N : vertical, sens vers le bas, appliqué au centre de gravité de la pile.
  • Force de levage F = 1 029 N : verticale, sens vers le haut, appliquée par les fourches du chariot.

Les 2 forces sont :

  • Sur la même droite d'action (verticale).
  • De sens opposés.
  • De même intensité (1 029 N).

→ Elles sont en équilibre (somme des forces nulle). C'est ce qui permet au levage à vitesse constante (vitesse = 0 ou v = constante).

Si F > P : la pile accélère vers le haut. Si F < P : la pile descend.

Question 8 VAL

Pendant le transport :

a) Par rapport au sol de l'atelier, le panneau est-il en mouvement ?

b) Par rapport au chariot, le panneau est-il en mouvement ?

a) Par rapport au sol : en mouvement (le panneau se déplace avec le chariot).

b) Par rapport au chariot : immobile (le panneau ne bouge pas par rapport au chariot puisqu'il est posé dessus).

Conclusion : le mouvement dépend du référentiel choisi. Un même objet peut être en mouvement par rapport à un référentiel et immobile par rapport à un autre.

Question 9 VAL

Choisir un référentiel adapté est essentiel. Proposer un référentiel pour étudier le mouvement du chariot dans l'atelier.

Le bon référentiel pour étudier le mouvement du chariot dans l'atelier est le référentiel terrestre (le sol de l'atelier).

Pourquoi : c'est par rapport au sol que le chariot avance, qu'on mesure les distances et qu'on détecte la vitesse. Le sol est immobile sur la durée de l'expérience.

Pour des mouvements à plus grande échelle (avion, satellite), on utilise d'autres référentiels (géocentrique, héliocentrique).

Question 10 COM

Rédiger en 4-5 lignes une consigne de sécurité à afficher dans l'atelier sur le transport de charges.

Sécurité — transport de panneaux

  1. Ne pas dépasser la capacité du chariot (500-2 500 kg selon modèle, vérifier la plaque).
  2. Centrer la charge sur les fourches : un déséquilibre provoque le basculement (couple de basculement).
  3. Avancer en marche arrière avec une charge haute (visibilité).
  4. Vitesse ≤ 5 km/h en intérieur, ralentir avant les virages (mouvement uniformément ralenti).
  5. Port d'EPI obligatoires : casque, chaussures de sécurité (NF EN ISO 20345 S3), gants.

🚀 Pour aller plus loin ANA

Pourquoi un chariot élévateur peut-il basculer en avant si la charge est trop éloignée du mât ? Quel principe physique est en jeu ?

(Pour aller plus loin — le moment d'une force est au programme de Première Bac Pro) Un chariot élévateur peut basculer en avant à cause du moment de basculement : M = F × d (force × bras de levier).

Architecture :

  • Le pivot de basculement est l'essieu avant (les roues avant).
  • La charge sur les fourches crée un moment de basculement vers l'avant.
  • Le contrepoids arrière du chariot (souvent une fonte de 500-2 000 kg à l'arrière) crée un moment vers l'arrière qui stabilise.

Bilan : tant que Mcontrepoids > Mcharge, le chariot est stable. Si la charge est trop éloignée des fourches ou trop lourde, Mcharge > Mcontrepoids → basculement en avant. Accidents fréquents en logistique.

Solutions :

  1. Centrer la charge au plus près du mât (réduire d).
  2. Vérifier le diagramme de charge du chariot (capacité réduite si charge éloignée).
  3. Ne pas relever la charge en avançant (le centre de gravité monte → instabilité accrue).
  4. Sur sol incliné, monter en marche avant, descendre en marche arrière (toujours charge en haut).

Réglementation : tout chariot élévateur nécessite un CACES (Certificat d'Aptitude à la Conduite En Sécurité), formation obligatoire renouvelée tous les 5 ans (R489).

À retenir