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 Solution : OB 16 AB=L =20 m , OB=16 m, Q =700 N , P =400 N, sin α = = = 0, 8 ⇒ α = 53, 13° AB 20 L’échelle est en équilibre statique. La résultante des forces est nulle. Le moment résultant par rapport au point A est aussi nul. ∑ i → = → i → → → → F 0 ⇒ R + R + Q+ P = 0 (1) A B → ∑ i −→ → −→ → −→ M i / A = 0 ⇒ AB∧ R + AG∧ Q+ AC∧ P = 0 (2) B → Nous avons aussi : −→ ⎛− L cosα ⎞ −→ ⎛− ( L / 2)cosα ⎞ −→ ⎛− ( L / 3)cosα ⎞ → ⎛ R ⎞ → B ⎛ 0 ⎞ AB ⎜ ⎟ ; AG⎜ ⎟ ; AG⎜ ⎟ ; RB ⎜ ⎟ ; Q ⎜ ⎟ ; ⎝ Lsinα ⎠ ⎝ ( L / 2)sinα ⎠ ⎝ ( L / 3)sinα ⎠ ⎝ 0 ⎠ ⎝− Q⎠ La projection de l’équation (1) sur les axes donne les équations scalaires : − R + R = 0 (3) Ax B −→ → → →⎛ ⎞ P⎜ 0 ⎟ ⎝− P⎠ R Ay − Q − P = 0 (4) En développant l’équation (2), on aboutit à : ⎛− L cosα ⎞ ⎛ R ⎜ ⎟ ∧ ⎜ ⎝ Lsinα ⎠ ⎝ 0 B ⎞ ⎛− ( L / 2)cosα ⎞ ⎛ 0 ⎞ ⎛− ( L / 3)cosα ⎞ ⎛ 0 ⎞ ⎛0⎞ ⎟ + ⎜ ⎟ ∧ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ ∧ ⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ ⎠ ⎝ ( L / 2)sinα ⎠ ⎝− Q⎠ ⎝ ( L / 3)sinα ⎠ ⎝− P⎠ ⎝0⎠ L L − R B Lsin α + Q cosα + P cosα = 0 (5) 2 3 cosα ⎛ Q P ⎞ (5) ⇒ R B = ⎜ + ⎟ sin α ⎝ 2 3 ⎠ (3) ⇒ R = R = 362, N Ax B 5 d’où R B = 362, 5N (4) ⇒ R Ay = 1100N ; on déduit : R A = 1158, 34N Exercice 06 : On applique trois forces sur une poutre de masse négligeable et encastrée au point A. Déterminer la réaction à l’encastrement. A 800N 400N 1,5m 2,5m 2m 200N 94

UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI Exercice 07 : Un plaque carrée de coté a, de poids P est fixée à un mur à l’aide d’une articulation sphérique au point A et d’une articulation cylindrique au point B. Un câble CD inextensible et de masse négligeable maintient la plaque en position horizontale. Une charge Q = 2P est suspendue au a point E de la plaque. Les données sont : b = ; α = 30° 3 Déterminer les réactions des articulations en A et B ainsi que la tension dans le câble en fonction de a et P D z D z a 30° A b B E C b y a 30° A → P G E b B → T b C y x Q x → Q Solution : La plaque est en équilibre statique dans le plan horizontale, nous pouvons écrire : ∑ i ∑ i → = → i → → → → → F 0 ⇒ R + R + T + Q+ P = 0 (1) −→ → A −→ B → −→ → M i / A = 0 ⇒ AB∧ R + AC∧ T + AE∧ Q+ AG∧ P = 0 (2) Articulation sphérique en A : B R , R , R Ax Ay Az −→ → → −→ → → Articulation cylindrique en B et d’axe y: R , 0, R Bx Bz Le triangle ACD est rectangle en A , et l’angle (DA,DC) = 30° alors l’angle (CA,CD)=60° La tension aura pour composantes : ⎛− T cos60cos 45⎞ ⎛− ( T → ⎜ ⎟ ⎜ T = ⎜ − T cos60sin 45 ⎟ = ⎜− ( T ⎜ ⎟ ⎜ ⎝ T sin 60 ⎠ ⎝ ( T 2) / 4 2) / 4 3) / 2 ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 95

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

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

A.KADI<br />

Exercice 07 :<br />

Un plaque carrée de coté a, de poids P est fixée à un mur à l’aide d’une articulation sphérique<br />

au point A et d’une articulation cylindrique au point B. Un câble CD inextensible et de masse<br />

négligeable maintient la plaque en position horizontale. Une charge Q = 2P est suspendue au<br />

a<br />

point E de la plaque. Les données sont : b = ; α = 30°<br />

3<br />

Déterminer les réactions des articulations en A et B ainsi que la tension dans le câble en<br />

fonction de a et P<br />

D<br />

z<br />

D<br />

z<br />

a<br />

30°<br />

A<br />

b<br />

B<br />

E<br />

C<br />

b<br />

y<br />

a<br />

30°<br />

A<br />

→<br />

P<br />

G<br />

E<br />

b<br />

B<br />

→<br />

T<br />

b<br />

C<br />

y<br />

x<br />

Q<br />

x<br />

→<br />

Q<br />

Solution :<br />

La plaque est en équilibre statique dans le plan horizontale, nous pouvons écrire :<br />

∑<br />

i<br />

∑<br />

i<br />

→ =<br />

→<br />

i<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

F 0 ⇒ R + R + T + Q+<br />

P = 0<br />

(1)<br />

−→<br />

→<br />

A<br />

−→<br />

B<br />

→<br />

−→<br />

→<br />

M<br />

i / A<br />

= 0 ⇒ AB∧ R + AC∧<br />

T + AE∧<br />

Q+<br />

AG∧<br />

P = 0 (2)<br />

Articulation sphérique en A :<br />

B<br />

R , R , R<br />

Ax<br />

Ay<br />

Az<br />

−→<br />

→<br />

→<br />

−→<br />

→<br />

→<br />

Articulation cylindrique en B et d’axe y:<br />

R , 0,<br />

R<br />

Bx<br />

Bz<br />

Le triangle ACD est rectangle en A , et l’angle (DA,DC) = 30° alors l’angle (CA,CD)=60°<br />

La tension aura pour composantes :<br />

⎛−<br />

T cos60cos 45⎞<br />

⎛−<br />

( T<br />

→ ⎜<br />

⎟ ⎜<br />

T = ⎜ − T cos60sin 45 ⎟ = ⎜−<br />

( T<br />

⎜<br />

⎟<br />

⎜<br />

⎝ T sin 60 ⎠ ⎝<br />

( T<br />

2) / 4<br />

2) / 4<br />

3) / 2<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎟<br />

⎟<br />

⎠<br />

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