Sciences de l'ingénieur • 1ère

Résolution d'exemples statiques

Méthodologie
Étape 1 : Isoler le solide
Délimiter clairement le système à étudier en traçant sa frontière.
Étape 2 : Modéliser les actions mécaniques
Remplacer les contacts par des forces et moments modélisés.
\( \sum \vec{F}_{ext} = \vec{0} \)
PFS - Forces
Méthode de résolution :
1. Isoler le système
2. Faire le bilan des forces
3. Appliquer le PFS
4. Résoudre le système d'équations
Outils :
⚖️ PFS
🔄 Moments
📐 Projection vectorielle
🧮 Systèmes d'équations
Exemples classiques
🏗️
Poutre encastrée
🔗
Système de câbles
⚙️
Lever de levier
🧱
Équilibre de blocs
Formules essentielles
\( \sum \vec{F}_{ext} = \vec{0} \)
Équilibre des forces
\( \sum \vec{M}_O(\vec{F}_{ext}) = \vec{0} \)
Équilibre des moments
Projection
\( \vec{F} = X\vec{i} + Y\vec{j} + Z\vec{k} \)
Méthodes & Conseils
🔍
Choisir un bon point de calcul des moments
🎯
Privilégier les projections dans un repère orthonormé
📏
Repérer les couples de forces
📊
Vérifier la cohérence des résultats
💡
Identifier les systèmes hyperstatiques
Règles essentielles
Règle 1 :
Le nombre d'inconnues ne doit pas dépasser le nombre d'équations
Règle 2 :
Choisir des points de calcul qui annulent certaines inconnues
Règle 3 :
Vérifier la cohérence physique des résultats obtenus
Exemples détaillés
Exemple 1 : Poutre en équilibre
Poutre de longueur L=4m, articulée en A, appuyée en B, supportant une charge P=100N à 3m de A.
1. Bilan des forces : RA, RB, P
2. PFS : ΣF=0, ΣMA=0
3. Solutions : RA=25N, RB=75N
Exemple 2 : Système de câbles
Barre horizontale soutenue par 2 câbles inclinés à 30° et 60°.
1. Projection des tensions
2. Équilibre : ΣFx=0, ΣFy=0
3. Résolution du système d'équations
Erreurs fréquentes
Erreur 1 :
Oublier certaines forces dans le bilan
Erreur 2 :
Mal orienter les forces de liaison
Erreur 3 :
Ne pas respecter les unités dans les calculs
Principe fondamental de la statique Statique du solide indéformable