Sylvain.
Publié le 23/05/2020
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LES LEVIERS ET BALANCES : EQUILIBRE
La notion d’équilibre est abordée à l’école au travers de 2 familles d’objets : Les
balances et les leviers.
Plusieurs entrées et démarches peuvent donc être envisagées :
A partir de l’utilisation, puis de l’étude d’un levier destiné à soulever une
charge lourde.
A partir de l’utilisation, puis de l’étude d’objets utilisant dans leur
fonctionnement le principe du levier, parmi lesquels figurent les balances.
I/ LES BALANCES :
Elles permettent de mesurer des poids.
A) Principe de fonctionnement :
La force exercée par l’objet peut :
Générer un mouvement de rotation du fléau autour de l’axe, c’est ce qui se produit
dans les balances à leviers .
Ici Les balances sont composées soit de 2 plateaux avec un fléau et des bras a leviers
égaux (balance de Roberval, Trébuchet), ou avec un levier a bras inégaux et un
crochet (balance romaine).
d1 d2
F2
F1
Quand le fléau est en équilibre, il est soumis à des forces dont les moments se
compensent.
La condition d’équilibre horizontal est donc exprimée par la relation suivante :
F1 x d1 = F2 x d2
Avec les balances à bras égaux, l’équilibre est obtenu si les forces exercées sont égales.
Dans les balances romaines ou à bras inégaux, la masse du contrepoids et la distance entre l’axe
de rotation et le crochet où l’on suspend l’objet à peser sont fixés à la construction.
Pour établir
l’équilibre, on déplace le contrepoids.
Une grande force a plus d’effet qu’une petite appliquée à même distance.
Donc une force a plus
d’effet si elle est appliquée à une plus grande distance de l’axe.
Déformer un ressort en l’étirant ou le comprimant, c’est ce qui ce produit dans les
balances à déformation élastique .
(les balances de ménages, pèse-personne,
dynamomètre…) C’est la lame élastique de la balance qui ce déforme selon le poids
de l’objet.
La première qualité d’un instrument de mesure c’est la fiabilité, la sensibilité (qui caractérise la
précision avec laquelle le résultat est obtenu), la justesse (qui caractérise la rigueur de la
mesure)..
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