Chapitre 6 – Forces et équilibre | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Sami, livreur chez Mobilier d'Art du Périgord à Périgueux, doit livrer une armoire normande en chêne massif chez un client au 2e étage sans ascenseur. Il dispose d'un diable, d'un harnais et d'un monte-meuble électrique. Avant de choisir son matériel, il doit calculer le poids de l'armoire et vérifier la résistance de l'escalier.
| Outil | Charge max | Personnel |
|---|---|---|
| Diable manuel | 180 kg | 1 personne |
| Diable monte-marches manuel | 250 kg | 1 personne (force) |
| Monte-meuble électrique sur rail | 400 kg | 2 personnes |
| Élévateur télescopique extérieur | 500 kg | 2 personnes |
a) Définir avec ses mots la différence entre masse et poids.
b) Quelle est l'unité de la masse ? Du poids ?
c) Sur la Lune, la masse d'un objet change-t-elle ? Et son poids ?
a) La masse est la quantité de matière (en kg). Le poids est la force avec laquelle la Terre attire cette matière (en newtons N).
b) Masse en kilogrammes (kg). Poids en newtons (N).
c) Sur la Lune, la masse ne change pas (même quantité de matière). Mais le poids est environ 6 fois plus faible car g_lune ≈ 1,6 N/kg (au lieu de 9,81 sur Terre).
Calculer la masse de l'armoire (bois + quincaillerie).
Masse du bois : \(m_\text{bois} = \rho \times V = 720 \times 0{,}18 = 129{,}6 \text{ kg}\)
Masse totale : 129,6 + 12 = 141,6 kg ≈ 142 kg.
Calculer le poids de l'armoire en newtons (utiliser g = 9,81 N/kg).
\(P = m \times g = 141{,}6 \times 9{,}81 \approx \mathbf{1\,389 \text{ N}}\) ≈ 1,4 kN.
Avec l'approximation g ≈ 10 : P ≈ 1 416 N. Différence négligeable.
D'après le document 3, quels outils peuvent supporter cette charge ?
Lequel Sami doit-il choisir et pourquoi ?
Charge à transporter : 142 kg.
Sami doit choisir le monte-meuble électrique sur rail : adapté à la charge, sécurisé, à 2 opérateurs.
L'escalier de l'immeuble est en chêne massif. La résistance des marches est de 350 kg par marche (norme française).
a) Si Sami transporte l'armoire à 2 personnes, le poids total réparti sur les marches sera-t-il acceptable ? (Compter 80 kg par personne.)
b) Pourquoi l'utilisation d'un monte-meuble est-elle préférable même si la marche peut supporter ?
a) Charge totale : 142 + 2 × 80 = 302 kg sur 1 ou 2 marches. Si répartie sur 2 marches : 151 kg/marche < 350 → OK.
b) Avec un monte-meuble :
Le rail du monte-meuble fait un angle de 65° avec l'horizontale. Le poids de l'armoire (1 389 N) se répartit en deux composantes :
On utilise : F_parallèle = P × sin α et F_perpendiculaire = P × cos α (avec α = 65°).
Calculer les deux composantes.
F_parallèle = 1 389 × sin 65° = 1 389 × 0,906 ≈ 1 259 N
F_perpendiculaire = 1 389 × cos 65° = 1 389 × 0,423 ≈ 587 N
Le moteur du monte-meuble doit fournir au moins 1 259 N en plus du frottement. Le rail doit supporter 587 N en compression.
Le moteur du monte-meuble peut tirer 2 000 N. Avec la marge de sécurité prévue (coefficient 1,5 sur les frottements), peut-il monter l'armoire de 142 kg ? Et une de 200 kg ?
Armoire 142 kg : F_parallèle = 1 259 N. Avec frottements (×1,5) : 1 889 N < 2 000 N. OK ✔
Armoire 200 kg : P = 200 × 9,81 = 1 962 N. F_parallèle = 1 962 × 0,906 ≈ 1 778 N. Avec frottements : 2 667 N > 2 000 N. Le moteur ne peut pas monter une armoire de 200 kg sur le rail à 65°.
Sami envoie un SMS à son chef pour valider la procédure. Rédiger ce SMS en 4 lignes en mentionnant : poids, choix matériel, équipe, durée estimée.
« Chef, livraison armoire chêne au 2e. Poids : 142 kg (≈ 1 400 N). Choix : monte-meuble électrique (capa. 400 kg). Équipe : 2 personnes (moi + Karim). Durée estimée : 45 min installation + 15 min montée + 30 min finition. RDV chez le client à 9h30. OK ? »
Sur la Lune (g = 1,62 N/kg), Sami pourrait-il porter l'armoire seul ? Calculer le poids lunaire.
Poids lunaire : 142 × 1,62 ≈ 230 N (équivalent à 23 kg sur Terre).
Sur la Lune, Sami pourrait facilement la soulever seul (équivalent d'un sac à dos). Mais l'inertie reste celle de 142 kg : difficile de la stopper si elle se met à glisser. La masse, contrairement au poids, ne change pas avec la gravité.
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (Notion de force), §2 (Le poids) et §7 (Équilibre sur plan incliné) de la leçon Ch06.