Enseignement Technologique Transversale

Notion de moment

Problématique :

Comment prévoir le basculement d'un système ?

Explication, pourquoi la grue s'est effondrée ?

La charge située à l'avant de la grue est trop importante, ce qui cause le basculement.

PARTIE A : Analyse d'un incident technique

PARTIE B :Généralisation

Vous avez vu qu'un poids (charge) posée sur la partie en porte-à-faux d'une grue pouvait la faire basculer. La charge a donc un « pouvoir de basculement » en fonction de sa position (= point d'application).

Le poids appliqué représente une force : poids de l’élément ou poids de l'engin

Définition

En mécanique, le « pouvoir de basculement » de la force F par rapport au point de basculement A s'appelle le moment de la force F par rapport au point A.

Fengin : l'intensité de Fengin en Newton [N]

d1 : le bras de levier de la force Fengin par rapport à A (distance perpendiculaire)

  • Son intensité vaut :

  • Son unité est le Newton – mètre [N.m]

On le représente par une flèche courbe (vecteur courbe)

MéthodeVérification du basculement

Identifier l’emplacement de la charge Pélèment et Pengin

Coter le bras de levier d1 et d2 de la force par rapport au point de basculement A

Calculer les Moments

  • MA(Félément) =Félément x d1 = 7 500 x 3,8 = 28 500 N

  • MA(Fengin) = Fengin x d2 = 20 000 x 1,8 = 36 000 N

Trois cas de figures :

MA(Fengin) > MA(Félément) : La pelle est stable

MA(Fengin) < MA(Félément) :La pelle bascule car le moment de la charge et supérieur a celui de l'engin

MA(Fengin) = MA(Félément) :Limite de la stabilité

Exemple

Soit une action mécanique exercée par l'opérateur 3 sur la clé 2 pour faire tourner l'écrou 1. Le point d'application de cette force est B

  • Déterminer le moment en A de cette force

Réponse : MA() = x d1 = 100 x 0,20 = 20 N.m

Si on reprend l'exercice précédent en inclinant l'effort de 60° par rapport à l'horizontale :

  • Déterminer le moment en A de cette force

Réponse : MA() = x d2 = 100 x 0,20 x sin (60°) = 17,32 N.m

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