Chapitre 6 – Équilibre rotation | 1ère Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique – Mécanique | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
💡 Notions centrales : leçon. M = F × d. À l'équilibre : F1·d1 = F2·d2.
Marc, ébéniste, doit déplacer une planche de chêne massif de 80 kg pour l'engager sur sa raboteuse. Sa force max sans risque de blessure dorsale : 250 N. Il utilise un pied-de-biche en acier.
Calculer le moment résistant exercé par la planche sur le levier.
Mr = P × dcharge = 800 × 0,15 = 120 N·m.
Calculer la force F1 nécessaire avec le pied-de-biche court (bras opérateur 0,80 − 0,15 = 0,65 m).
F1 = Mr / d1 = 120 / 0,65 ≈ 185 N. < 250 N → OK pour Marc.
Calculer F2 avec le pied-de-biche long (bras opérateur 1,50 − 0,15 = 1,35 m).
F2 = 120 / 1,35 ≈ 89 N. Soit ≈ 9 kg de pression : très léger !
Quel rapport d'amplification obtient-on avec chaque levier ?
Court : 800/185 ≈ ×4,3.
Long : 800/89 ≈ ×9.
Le long divise par 9 la force humaine nécessaire.
Choix recommandé pour Marc et pourquoi ?
Pied-de-biche long (1,50 m). 89 N seulement → fatigue minimale, geste sans à-coup, dos préservé.
Le court suffit (185 N < 250) mais le long permet de soulever des planches encore plus lourdes (jusqu'à 180 kg) sans se blesser.
Si Marc utilise un diable (chariot 2 roues, bras 1,2 m) pour rouler la planche : la force pour incliner le diable est-elle similaire ?
Sur un diable, le poids 800 N se répartit entre les roues (point d'appui) et la main (force).
Si le centre de gravité de la planche est à 0,30 m du sol et que la main est à 1,2 m : F = 800 × 0,30 / 1,2 = 200 N.
Ensuite pour rouler horizontalement, l'effort est uniquement dû au frottement (≈ 30 N pour un diable bien graissé). Très facile.
Charge maximale soulevable avec le pied-de-biche long sans dépasser 250 N ?
Pmax = Fmax × dop / dcharge = 250 × 1,35 / 0,15 = 2 250 N = 225 kg.
Marc peut soulever jusqu'à 225 kg avec son levier long. Au-delà, il faut un palan ou un chariot élévateur.
Rédiger en 5 lignes la fiche de bonnes pratiques de Marc pour son apprenti.
Atelier Marc — Fiche soulèvement de planches lourdes
• Limite humaine : 250 N (≈ 25 kg) sans risque dorsal. Au-delà, recourir à un outil mécanique.
• Pied-de-biche long (1,50 m) : permet de soulever jusqu'à 225 kg avec 89 N seulement (×9 d'amplification).
• Point d'appui : caler en bois solide, près de la charge (réduit la force nécessaire).
• Diable pour les déplacements longs : 200 N pour incliner, ≈ 30 N pour rouler ensuite.
• Au-delà de 250 kg : palan, chariot élévateur, ou demander un collègue. Jamais soulever avec le dos courbé.
Calculer la position optimale du point d'appui pour minimiser la force humaine, en déplaçant l'appui à 0,10 m de la charge (au lieu de 0,15).
Bras opérateur : 1,50 − 0,10 = 1,40 m. Bras charge : 0,10.
F = 800 × 0,10 / 1,40 ≈ 57 N au lieu de 89 N. Réduction 36 %.
Plus l'appui est proche de la charge, plus le geste est facile. Astuce universelle.