Conditions d'équilibre d'un solide soumis à deux forces

Si un corns est en équilibre sous l'action de deux forces $F_{1}$ et $F_{2}$ , alors :

(1) $F_{1} + F_{2} = 0$

(2) $F_{1}$ et $F_{2}$ ont même droit d'action.

Doc 1. Solide très léger en équilibre sous l'action in? forces : $F_{1}$ et $F_{2}$

Force appliquée par un ressort

Tension d'un ressort

La tension d'un ressort est l'intensité de la force appliquée par ce ressort quand il est déformé.

Relation entre l'allongement d'un ressort et sa tension

$L_{0}$ : longueur initiale du ressort.

$L$ : sa longueur finale.

$Δ L$ : l'allongement

L'intensité $F$ de la force appliquée par un ressort est proportionnelle à son allongement $Δ L$ :

$D = k \cdot Δ I = k (I - L_{0})$

$k$ : raideur du ressort s'exprime en $N \cdot m^{- 1}$ . $k$ est constante qui caractérise le ressort.

Types de dynamomètres

Doc. 4 - la pression augmente avec la profondeur, les forces

$F_{i}$ exercées sur des éléments de surface situés en bas du solide ont des valeurs supérieures à celles des forces exercées sur des éléments de surfaces situés en haut du solide

Poussée d'Archimède

Masse volumique d'un liquide

La masse volumique d'un corps fluide (liquide ou gaz) est le quotient de sa masse $m$ et de son volume $V$ : $ρ = \frac{m}{V}$

L'unité de la masse volumique dans le SI est : $kg \cdot m^{- 3}$

Comparaison de la poussée d'Archimède avec le poids

on considère un corps solide de masse volumique $ρ_{solide}$ entièrement immergé dans un fluide de masse volumique $ρ_{fluide}$ . Comparons l'intensité $F_{a ˋ}$ la poussée d'Archimède au poids $P$ du corps solide :

$\frac{F _{a}}{P} = \frac{ρ _{fluide} \cdot V \cdot g}{m g} = \frac{ρ _{fluide} \cdot V \cdot g}{ρ _{solid} V \cdot g} = \frac{ρ _{fluide}}{ρ _{solide}}$

La poussée d'Archimède exercée par un gaz sur un solide "plein " peut être négligée devant le poids du solide. En revanche ce n'est pas le cas de la poussée d'Archimède exercée par un liquide sur un corps solide

Doc.5 - l'enveloppe du ballon contient du gaz hélium, un gaz dont la masse volumique est sept fois inférieure à celle de l'air. La poussée d'Archimède exercée par l'air ne peut pas être négligée.