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Physique-Chimie · 3ème Année Collège

توازن جسم صلب خاضع لقوتين

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Pour qu'un corps solide soumis à deux forces $\vec{F_1}$ et $\vec{F_2}$ soit en équilibre, il doit remplir deux conditions :

  1. Les deux forces ont la même ligne d'action.
  2. Les deux forces ont des sens opposés et la même intensité : $\vec{F_1} = -\vec{F_2}$ ou $|\vec{F_1}| = |\vec{F_2}|$.

Méthodes à maîtriser

  • Bilan des forces : Lister les forces qui s'exercent sur le solide.
  • Conditions d'équilibre : Vérifier si le solide est immobile.
  • Représentation : Choisir une échelle appropriée pour tracer les vecteurs forces.

Exemples corrigés

Un solide suspendu à un ressort est en équilibre. Les forces sont :

  • Le poids $\vec{P}$ (vertical, vers le bas).
  • La tension du ressort $\vec{T}$ (vertical, vers le haut). Condition : $\vec{P} + \vec{T} = \vec{0}$ donc $|\vec{P}| = |\vec{T}|$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de préciser la ligne d'action (doit être la même).
  • Confondre le point d'application (centre de gravité pour le poids, point de contact pour la tension).
  • Ne pas respecter l'échelle lors du tracé des vecteurs.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 توازن جسم صلب خاضع لقوتين

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Quelle est la condition sur les intensités pour l'équilibre ?

❓ Questions fréquentes

Si un objet est en mouvement, est-il en équilibre ?

Non, un corps en équilibre est un corps au repos (immobile) dans le référentiel terrestre. S'il est en mouvement, il n'est pas en équilibre au sens de ce chapitre.

💡 À retenir : Équilibre = Immobilité.

Est-ce que le poids d'un objet est toujours une force ?

Oui, le poids est une force exercée par la Terre sur tout corps situé dans son voisinage. C'est une force à distance.

💡 À retenir : Le poids est toujours dirigé vers le centre de la Terre.

Kifach n3ref wach l-jism f tawasoun wla la ?
  1. Chouf wach l-jism f 7ala soukoun (immobile).
  2. Ila kan sakine, rah f tawasoun.
  3. Ila kan f tawasoun, rah l-qowat li 3lih 3ndhoum nafs l-khat dyal ta2tir.

💡 À retenir : L'immobilité est l'indice principal de l'équilibre.

Comment tracer le vecteur force si on n'a pas d'échelle ?

Il est impossible de tracer un vecteur force sans échelle. Tu dois toujours définir une échelle (ex: 1 cm pour 2 N) pour convertir la valeur en Newton en longueur en centimètres.

💡 À retenir : L'échelle est obligatoire pour une représentation correcte.

Wach l-qowat khass ykoun 3ndhoum nafs l-choudda ?

Oui, pour un corps en équilibre soumis à deux forces, les deux forces doivent avoir la même intensité. Si $|\vec{F_1}| \neq |\vec{F_2}|$, le corps ne sera pas en équilibre.

💡 À retenir : $|\vec{F_1}| = |\vec{F_2}|$.

Est-ce que la ligne d'action est la même chose que la direction ?

Oui, en physique au collège, la ligne d'action est la droite qui porte le vecteur force et qui passe par le point d'application. Elle définit la direction de la force.

💡 À retenir : La ligne d'action est une droite.

Kifach n7seb l-choudda dyal l-qowa b l-dynamomètre ?
  1. 3allaq l-jism f l-khattaf dyal l-dynamomètre.
  2. Khalli l-jism ybqa sakine (f tawasoun).
  3. Chouf l-qima li 3ta l-iibra 3la t-tadrijat.

💡 À retenir : La lecture se fait quand l'aiguille est stable.

Quelle est la différence entre le point d'application et la ligne d'action ?

Le point d'application est le point précis où la force s'exerce (ex: point de contact). La ligne d'action est la droite qui passe par ce point et qui indique la direction de la force.

💡 À retenir : Le point appartient à la ligne d'action.

Est-ce que l'air exerce une force sur un objet en équilibre ?

Oui, l'air exerce une force appelée poussée d'Archimède, mais dans les exercices de ce niveau, on la néglige souvent sauf si l'énoncé précise le contraire.

💡 À retenir : On ne considère que les forces citées dans l'énoncé.

Wach l-qowat khass ykounou f nafs l-jiha ?

Non, pour l'équilibre, les deux forces doivent avoir des sens opposés. Si elles avaient le même sens, le corps bougerait.

💡 À retenir : Sens opposés = équilibre.

Pourquoi dit-on "corps soumis à deux forces" ?

Parce que c'est le cas le plus simple étudié au collège. Si le corps est soumis à plus de deux forces, les conditions d'équilibre changent (à vérifier par le professeur).

💡 À retenir : Le programme se limite à deux forces.

Est-ce que la masse influence l'équilibre ?

La masse influence le poids, donc elle influence la valeur de la force nécessaire pour maintenir l'équilibre (ex: la tension du ressort).

💡 À retenir : Plus la masse est grande, plus le poids est grand.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un solide de masse $m = 200g$ est suspendu à un ressort vertical. Le solide est en équilibre.

  1. Faire le bilan des forces.
  2. Donner les conditions d'équilibre.
  3. Représenter les forces (Échelle : 1 cm pour 1 N). On prend $g = 10 N/kg$.
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Exercice 2

Une bille est posée sur un plan horizontal. Elle est en équilibre.

  1. Quelles sont les forces exercées sur la bille ?
  2. La bille est-elle soumise à deux forces ? Justifier.
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Exercice 3

Un objet est tiré par deux dynamomètres opposés sur une table horizontale sans frottement. Les dynamomètres indiquent 5 N chacun.

  1. L'objet est-il en équilibre ?
  2. Quelle est la somme des forces ?
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