🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer
← Retour au sommaire

Fiche résumé — Équilibre d'un solide en rotation

Chapitre 6 | 1ère Bac Pro | Physique-Chimie

1. Effet d'une force sur la rotation

Une force appliquée sur un objet pouvant tourner autour d'un axe fixe peut provoquer une rotation. L'effet dépend de :

  • L'intensité de la force \(F\) (en N)
  • La distance \(d\) entre la droite d'action de la force et l'axe (en m)

Sens horaire : moment négatif. Sens antihoraire : moment positif.

2. Moment d'une force

\(M = F \times d\)
  • \(M\) : moment (en N·m)
  • \(F\) : intensité de la force (en N)
  • \(d\) : bras de levier (en m)
Piège : Le N·m (moment) n'est pas le joule (énergie), même si les unités sont identiques.

3. Bras de levier

Le bras de levier est la distance perpendiculaire entre l'axe de rotation et la droite d'action de la force.

Astuce : Plus le bras de levier est long, plus le moment est grand pour une même force. C'est pourquoi on pousse une porte loin de la charnière.
Piège : Si la droite d'action passe par l'axe, alors \(d = 0\) et \(M = 0\) : pas de rotation.

4. Condition d'équilibre

\(\sum M = 0\)

Un solide est en équilibre de rotation lorsque :

Somme des moments horaires = Somme des moments antihoraires
Astuce : Si les sommes ne sont pas égales, le solide tourne dans le sens du moment le plus grand.

5. Centre de gravité et basculement

Le centre de gravité (G) est le point d'application du poids.

  • Verticale de G dans la base d'appui : objet stable
  • Verticale de G hors de la base : objet bascule
Piège : Un objet haut et étroit (chauffe-eau vertical) est instable. Un objet bas et large (radiateur en fonte) est stable.

6. Le levier

Un levier est un objet rigide tournant autour d'un pivot. Il multiplie la force.

\(F_1 \times d_1 = F_2 \times d_2\)
  • \(F_1\), \(d_1\) : force motrice et bras moteur
  • \(F_2\), \(d_2\) : force résistante et bras résistant
Exemple : Un installateur thermique utilise un pied-de-biche de 75 cm pour soulever un radiateur : la force est multipliée par 15.

Résumé express — Méthode type

1 Identifier l'axe de rotation
2 Faire l'inventaire des forces et mesurer les bras de levier
3 Calculer le moment de chaque force : \(M = F \times d\)
4 Comparer les sommes des moments horaires et antihoraires
5 Conclure : si \(\sum M = 0\), le solide est en équilibre
← Cours complet Exercices →