MECANIQUE RATIONNELLE

07.12.2014 Views

UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI Nous avons T = P , et 4 2 AB ⎨ ; ⎩4 2 −→ ⎧ −→ ⎧ → 2 2 ⎧ AG ⎨ ; P⎨ 0 → ; T ; ⎩2 2 ⎩− P ⎩ ⎨⎧ − T cos15° − T sin15° L’équation (1) projetée sur les axes donne : R Ax − T cos 15° = 0 (3) → R A ⎧R ⎨ ⎩R Ax Ay R Ay − T sin 15° − P = 0 (4) L’équation (2) s’écrira : ⎛4 ⎜ ⎝4 2 ⎞ ⎛− T cos15° ⎞ ⎛ ⎜ ⎟ + ⎜ 2 ⎟ ∧ 2 ⎠ ⎝ − T sin15° ⎠ ⎝2 2 ⎞ ⎛ 0 ⎞ ⎛0⎞ ⎟ ∧ ⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ 2 ⎠ ⎝− P⎠ ⎝0⎠ − 4 T 2 sin15° + 4T 2 cos15° − 2P 2 = 0 (5) 2P 2 T = ⇒ T = 353,55N 4 2(cos15° − sin15° ) (3) ⇒ R Ax = 341, 50N et (4) ⇒ R Ay = 591, 50N d’où 2 2 RA = RAx + RAY = 683N et l’angle que fait la réaction avec l’axe ox est donné par : RAx cos θ = = 0,577 ⇒ θ = 54, 76° R A Exercice 04 : La barre AB=L est liée en A par une articulation cylindrique et à son extrémité B, elle repose sur un appui rouleau. Une force de 200 N agit en son milieu sous un angle de 45° dans le plan vertical. La barre a un poids de 50 N. Déterminer les réactions aux extrémités A et B. A B x A → R A G → F → P 45° B → R B x Solution : Toutes les forces agissant sur la poutre sont situées dans le plan (xoy) . Le système est en équilibre statique, nous avons alors : 92

UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI ∑ i ∑ i → = → i → → → F 0 ⇔ R + R + F+ P = 0 (1) −→ → A −→ B → −→ M i / A = 0 ⇔ AB∧ RB + AG∧ F+ AG∧ P = 0 (2) La projection de l’équation (1) sur les axes donne : R Ax − F cos 45° = 0 (3) RAy + RB − F sin 45° − P = 0 (4) → → → −→ En développant l’équation (2) on aboutit à : ⎛ L⎞ ⎛ 0 ⎞ ⎛ L / 2⎞ ⎜ ⎟ ∧ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎝ 0 ⎠ ⎝ RB ⎠ ⎝ 0 ⎟ ∧ ⎠ ⎛− F cos45° ⎞ ⎛ L / 2⎞ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎝ − F sin 45° ⎠ ⎝ 0 → ⎟ ∧ ⎠ → ⎛ 0 ⎞ ⎜ ⎟ = 0 ⎝− P⎠ L L F 2 P LR B − F cos 45° − P = 0 ⇔ R B − − = 0 (5) 2 2 4 2 (5) ⇒ R B = 95, 71 N (3) ⇒ R Ax = 141, 42 N 2 2 (4) ⇒ R Ay = 95, 71 N ; d’où RA = RAx + RAy = 170, 76N Exercice 05 : Une échelle de longueur 20 m pesant 400 N est appuyée contre un mur parfaitement lisse en un point situé à 16 m du sol. Son centre de gravité est situé à 1/3 de sa longueur à partir du bas. Un homme pesant 700 N grimpe jusqu’au milieu de l’échelle et s’arrête. On suppose que le sol est rugueux et que le système reste en équilibre statique. Déterminer les réactions aux points de contact de l’échelle avec le mur et le sol. B y B → R A G C → R B A → Q → P A O x 93

UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique<br />

Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3<br />

A.KADI<br />

Nous avons T = P , et<br />

4 2<br />

AB ⎨ ;<br />

⎩4<br />

2<br />

−→ ⎧<br />

−→ ⎧<br />

→<br />

2 2 ⎧<br />

AG ⎨ ; P⎨<br />

0 →<br />

; T ;<br />

⎩2<br />

2 ⎩−<br />

P ⎩ ⎨⎧ − T cos15°<br />

− T sin15°<br />

L’équation (1) projetée sur les axes donne : R Ax<br />

− T cos 15°<br />

= 0 (3)<br />

→<br />

R<br />

A<br />

⎧R<br />

⎨<br />

⎩R<br />

Ax<br />

Ay<br />

R Ay<br />

− T sin 15° − P = 0 (4)<br />

L’équation (2) s’écrira :<br />

⎛4<br />

⎜<br />

⎝4<br />

2 ⎞ ⎛−<br />

T cos15°<br />

⎞ ⎛<br />

⎜ ⎟ + ⎜<br />

2<br />

⎟<br />

∧<br />

2<br />

⎠ ⎝ − T sin15°<br />

⎠ ⎝2<br />

2 ⎞ ⎛ 0 ⎞ ⎛0⎞<br />

⎟<br />

∧ ⎜ ⎟ = ⎜ ⎟<br />

2 ⎠ ⎝−<br />

P⎠<br />

⎝0⎠<br />

− 4 T 2 sin15° + 4T<br />

2 cos15° − 2P<br />

2 = 0<br />

(5)<br />

2P<br />

2<br />

T =<br />

⇒ T = 353,55N<br />

4 2(cos15° − sin15°<br />

)<br />

(3) ⇒ R Ax<br />

= 341, 50N<br />

et (4) ⇒ R Ay<br />

= 591, 50N<br />

d’où<br />

2 2<br />

RA = RAx<br />

+ RAY<br />

= 683N<br />

et l’angle que fait la réaction avec l’axe ox est donné par :<br />

RAx<br />

cos θ = = 0,577 ⇒ θ = 54, 76°<br />

R<br />

A<br />

Exercice 04 :<br />

La barre AB=L est liée en A par une articulation cylindrique et à son extrémité B, elle repose<br />

sur un appui rouleau. Une force de 200 N agit en son milieu sous un angle de 45° dans le plan<br />

vertical. La barre a un poids de 50 N.<br />

Déterminer les réactions aux extrémités A et B.<br />

A<br />

B<br />

x<br />

A<br />

→<br />

R<br />

A<br />

G<br />

→<br />

F<br />

→<br />

P<br />

45°<br />

B<br />

→<br />

R<br />

B<br />

x<br />

Solution :<br />

Toutes les forces agissant sur la poutre sont situées dans le plan (xoy) . Le système est en<br />

équilibre statique, nous avons alors :<br />

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