Mécanique
Levier égal
Deux forces égales poussent vers le bas aux deux extrémités. Bras égaux + forces égales → les moments s'annulent (τ = r × F) → le levier reste horizontal. Changez une force dans le panneau des Propriétés pour le voir basculer.
Levier égal — simulation interactive de Mécanique. Deux forces égales poussent vers le bas aux deux extrémités. Bras égaux + forces égales → les moments s'annulent (τ = r × F) → le levier reste horizontal. Changez une force dans le panneau des Propriétés pour le voir basculer. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Moment et leviers
Un levier tourne lorsque le moment résultant est non nul. Des forces plus éloignées du pivot produisent des moments plus grands pour la même intensité.
Le moment τ = r × F dépend à la fois de la force et du bras de levier. Des forces égales à distances égales de part et d'autre peuvent s'équilibrer ; modifier la distance ou la force fait basculer le levier.
- tau = rF sin th
- Στ = 0 à l'équilibre
Résumé de l'investigation
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question directrice
Un levier est épinglé en son centre exact, avec une poussée vers le bas appliquée à chaque extrémité, à la même distance du pivot. Si un côté pousse plus fort que l’autre, le levier s’incline-t-il vers la poussée la plus forte, vers la poussée la plus faible, ou reste-t-il équilibré quoi qu’il arrive ?
Prédictions à évaluer
- Il penche vers la poussée la plus forte
- Il reste équilibré quelles que soient les forces
- Il penche vers la poussée la plus faible
Rôles des variables
Ce que vous définissez :
- Force gauche (N)
- Force droite (N)
Ce que vous mesurez :
- Couple net (depuis la simulation) (N·m)
- τ = r × F (calculé) (N·m)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage Levier. Une poutre rigide est épinglée en son centre ; une force vers le bas 50 N est appliquée 2 m à partir du pivot à chaque extrémité.
- Cliquez sur la flèche de force gauche sur la poutre et notez sa force dans le panneau des Propriétés, puis cliquez sur la flèche de force droite et faites de même.
- ...réglez l'intensité des forces gauche et droite dans le panneau des Propriétés...
Équation gouvernante
Couple — τ = r × F
Le couple est l'effet de rotation d'une force autour d'un pivot : τ = r × F, où r est la distance entre le pivot et l'endroit où la force agit. Un levier s'équilibre lorsque les couples des deux côtés s'annulent : forces égales à des distances égales ou forces inégales à des distances inversement proportionnelles.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- ...calculez manuellement 2 m × (Force droite − Force gauche).
- Dans la rangée 1 , les deux forces sont égales et le levier reste de niveau. Qu'est-ce que cela vous apprend sur la relation entre les forces et la longueur des bras pour qu'un levier soit équilibré ?
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Les vrais leviers – comme une balançoire avec deux cavaliers de poids différents – nécessitent souvent des longueurs de bras inégales, et non des forces inégales, pour s'équilibrer. Si la force du côté droit restait à 50 N mais que sa distance par rapport au pivot doublait pour atteindre 4 m, quelle force sur le bras gauche (toujours à 2 m) serait nécessaire pour l'équilibrer ?
- Une clé, un ouvre-bouteille et une paire de ciseaux sont tous des leviers. Choisissez-en un et identifiez son pivot, la force appliquée et la charge qu'il déplace, puis expliquez pourquoi une poignée plus longue le rend plus facile à utiliser.
- AP Physics 1 — Unit 5: Torque and Rotational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 5: Torque and Rotational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Bienvenue au levier
- Sélectionnez le levier
- Appuyez sur Lecture
- Équilibre des moments
- Ouvrez les données
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
Ouvrir le laboratoire interactif →
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