MECANIQUE RATIONNELLE
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI 3. Equilibre d’un point matériel On appelle, point matériel, une particule suffisamment petite pour pouvoir négliger ses dimensions et repérer sa position par ses coordonnées. → z o → F n → F 3 → F 1 → F → y 2 → x Un point matériel est en équilibre statique lorsque la somme de toutes les forces extérieures auxquelles il est soumis, est nulle. Ces forces peuvent être coplanaire ou dans l’espace. → → → → → → F 1+ F2 + F3 + F4 + .............. + F1 = 0 ⇔ R → = ∑ F → = → i 0 i Une particule soumise à deux forces est en équilibre statique si les deux forces ont le même module, la même direction mais de sens opposé tel que leur résultante, soit nulle. → → → F + = 0 ; − F 0 ⇒ 1 F 2 F1 2 = F 1 = F2 → F 1 → F 2 4. Liaisons des solides 4.1. Liaisons sans frottements Dans le cas d’une liaison sans frottement entre un solide et un plan, la réaction est toujours normale au plan au point de contact quelques soit le nombre de forces extérieures appliquées au solide. Mur lisse → N → N → P réaction action → F 1 → n → N → F n → F 2 → → → N + P = 0 → → F i → N + ∑ = 0 i 78
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI Dans le cas d’un contact ponctuel sans frottement, la condition d’équilibre est réalisée, si la somme de toutes les forces extérieures appliquées en ce point est égale à la réaction normale en ce même point. → → F i → N + ∑ = 0 i 4.2. Liaisons entre solides avec frottements On pose une pièce de bois en forme de parallélépipède sur un plan horizontal. Cette pièce de bois est en équilibre statique. La réaction du plan horizontal est égale et opposée au poids de la pièce. Figure : b.1 → N → P → T → N → P Figure : b.2 Appliquons graduellement en un point de cette pièce une force horizontale F → (figure : b.1) La pièce ne bougera pas tant que cette force est inférieure à une certaine valeur limite, il existe alors une contre force T → qui équilibre et s’oppose à cette force F → → . T est appelée force de frottement statique. Elle résulte d’un grand nombre de paramètres liés aux états de surfaces, à la nature des matériaux et aux forces de contact entre la pièce et la surface considérée. Cette force de frottement statique obéit à la variation représentée sur la figure suivante. Si μ 0 est le coefficient de frottement statique (dépend uniquement de la nature des surfaces de contact) nous pouvons écrire : → F → T T m : force maximum de frottement statique Partie statique T k : force de frottement dynamique → F ‣ Pour que l’équilibre statique soit réalisable il faut que : → T p μ 0 → N ‣ A l’équilibre limite on aura : → T = 0 → μ N 79
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Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3<br />
A.KADI<br />
Dans le cas d’un contact ponctuel sans frottement, la condition d’équilibre est réalisée, si la<br />
somme de toutes les forces extérieures appliquées en ce point est égale à la réaction normale<br />
en ce même point.<br />
→<br />
→<br />
F i<br />
→<br />
N + ∑ = 0<br />
i<br />
4.2. Liaisons entre solides avec frottements<br />
On pose une pièce de bois en forme de parallélépipède sur un plan horizontal. Cette pièce de<br />
bois est en équilibre statique. La réaction du plan horizontal est égale et opposée au poids de<br />
la pièce.<br />
Figure : b.1<br />
→<br />
N<br />
→<br />
P<br />
→<br />
T<br />
→<br />
N<br />
→<br />
P<br />
Figure : b.2<br />
Appliquons graduellement en un point de cette pièce une force horizontale F → (figure : b.1)<br />
La pièce ne bougera pas tant que cette force est inférieure à une certaine valeur limite, il<br />
existe alors une contre force T → qui équilibre et s’oppose à cette force F → →<br />
. T est appelée<br />
force de frottement statique.<br />
Elle résulte d’un grand nombre de paramètres liés aux états de surfaces, à la nature des<br />
matériaux et aux forces de contact entre la pièce et la surface considérée.<br />
Cette force de frottement statique obéit à la variation représentée sur la figure suivante.<br />
Si μ 0 est le coefficient de frottement statique (dépend uniquement de la nature des surfaces<br />
de contact) nous pouvons écrire :<br />
→<br />
F<br />
→<br />
T<br />
T m : force maximum<br />
de frottement statique<br />
Partie statique<br />
T k : force de frottement<br />
dynamique<br />
→<br />
F<br />
‣ Pour que l’équilibre statique soit réalisable il faut que :<br />
→<br />
T p μ<br />
0<br />
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N<br />
‣ A l’équilibre limite on aura :<br />
→<br />
T =<br />
0<br />
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