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Contrôle sur les équilibres trois forces

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Niveau: Secondaire
BEP indus Contrôle sur les équilibres à trois forces 1/4 CONTRÔLE SUR LES ÉQUILIBRES Á TROIS FORCES Exercice 1 Un ballon contenant de l'air chaud est maintenu en équilibre à une position fixe dans l'air au moyen d'un câble lié à sa nacelle. On étudie l'équilibre de l'ensemble (ballon, nacelle, brûleur). L'ensemble subit une force ascendante oblique F? (poussée + vents), l'action du câble T?? et l'action du poids P?? . (voir le schéma ci-contre). L'ensemble a une masse de 500 kg. 1) Calculer la valeur P?? du poids de l'ensemble (g = l0 N/kg). 2) Représenter le vecteur P?? sur le schéma (1 cm pour 1 000 N). 3) La valeur de la force ascendante F? est donnée par la relation F = 1,4? P. Calculer la valeur deF? . 4) Compléter les deux premières lignes du tableau suivant : Action Point d'application Représentation Direction Sens Valeur (N) Poids G P?? Force ascendante A F? Action du câble C T?? 70° C A G ? F ? T

  • tension du fil

  • poids de la bille

  • position fixe dans l'air au moyen

  • paris-créteil-versailles session

  • bep indus

  • application droite d'action

  • bille d'acier


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Langue Français

Extrait

http://maths-sciences.fr BEP indus

CCOONNTTRRÔÔLLEE SSUURR LLEESS ÉÉQQUUIILLIIBBRREESS ÁÁ TTRROOIISS FFOORRCCEESS

Exercice 1
Un ballon contenant de l’air chaud est maintenu en équilibre à une position fixe dans l’air au
moyen d’un câble lié à sa nacelle. On étudie l’équilibre de l’ensemble (ballon, nacelle,
brûleur).
 
L’ensemble subit une force ascendante oblique (poussée + vents), l’action du câble T et F
l’action du poids P . (voir le schéma ci-contre). L’ensemble a une masse de 500 kg.



F


70°
A

C

G T



1) Calculer la valeur P du poids de l’ensemble (g = l0 N/kg).

2) Représenter le vecteur P sur le schéma (1 cm pour 1 000 N).

3) La valeur de la force ascendante F est donnée par la relation F = 1,4 P. Calculer la valeur

de F .
4) Compléter les deux premières lignes du tableau suivant :

Point
Action Représentation Direction Sens Valeur (N)
d’application

Poids G P
Force
A F ascendante
Action du C T câble

Contrôle sur les équilibres à trois forces 1/4 http://maths-sciences.fr BEP indus


5) Le câble exerce sur l’ensemble une force T que l’on souhaite déterminer.
Construire, à partir du point O, le dynamique (somme vectorielle) des forces. Déduire les

caractéristiques de l’action du câble T en complétant la 3ème ligne du tableau précédent.

Attention à l’échelle : 1 cm pour 500 N

+ O




(D’après sujet de BEP Secteur 3 Créteil Paris Versailles Session juin 2005)




Contrôle sur les équilibres à trois forces 2/4 http://maths-sciences.fr BEP indus

Exercice 2

Une bille en acier a une masse de 0,2 kg. Elle est suspendue par l’intermédiaire d’un fil de
masse négligeable à un point d’attache A. Elle est en équilibre (Schéma 1).


A



Schéma 1



+ G

1) Nommer les actions qui agissent sur la bille.

2) Pour chacune de ces action, préciser sa nature : action de contact ou action à distance.

3) Le poids de la bille a une valeur de 2 N.

a) Calculer sa masse (prendre g = 10 N/kg).
b) Compléter le tableau des caractéristiques des forces représentant les actions exercées sur la
bille).

Point Droite Intensité en
Forces Sens
d’application d’action newton

P

T

4) Tracer les vecteurs représentant ces forces sur le schéma en prenant pour unité graphique :
1 cm 0,5 N (1cm représente 0,5 N).

5) On place un aimant au voisinage de la bille (schéma 2). La valeur de la force exercée par
l’aimant est 1,5 N.


A



Schéma 2

+ G





Contrôle sur les équilibres à trois forces 3/4 http://maths-sciences.fr BEP indus

  
a) On désigne par : P le poids de la bille, T la tension du fil, F la force exercée par l’aimant.
Compléter le tableau des caractéristiques des forces exercées sur la bille dans cette nouvelle
position d’équilibre (tableau 2)

Tableau 2

Point Droite Intensité en
Forces Sens
d’application d’action newton
 2 N P

? T

1,5 N F 

b) Tracer le dynamique des forces à partir du point O sur la feuille de papier millimétré.
Prendre pour unité graphique : 1 cm  0,5 N.


O


c) En déduire la valeur de la tension du fil.

(D’après sujet de BEP Secteur 1 Paris-Créteil-Versailles session 1999)

Contrôle sur les équilibres à trois forces 4/4

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