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Définition du couple en physique

Définition du couple en physique


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Le couple (également appelé moment, ou moment de force) est la tendance d'une force à provoquer ou à modifier le mouvement de rotation d'un corps. C'est une force de torsion ou de rotation sur un objet. Le couple est calculé en multipliant la force et la distance. Il s’agit d’une quantité vectorielle, ce qui signifie qu’elle a à la fois une direction et une magnitude. Soit la vitesse angulaire pour le moment d'inertie d'un objet est en train de changer, soit les deux.

Unités de couple

Le système international d'unités de mesure (unités SI) utilisé pour le couple est le newton-mètre ou N * m. Même si les newton-mètres sont égaux à Joules, étant donné que le couple ne fonctionne pas, ni l'énergie, toutes les mesures doivent être exprimées en newton-mètres. Le couple est représenté par la lettre grecque tau: τ dans les calculs. Lorsqu'il est appelé le moment de la force, il est représenté par M. Dans les unités impériales, vous pouvez voir des pieds de fourrière (lboundft) pouvant être abrégés en pied de fourrière, avec la "force" implicite.

Comment fonctionne le couple

L'intensité du couple dépend de la force appliquée, de la longueur du bras de levier reliant l'axe au point d'application de la force et de l'angle entre le vecteur de force et le bras de levier.

La distance est le bras de moment, souvent désigné par r. C'est un vecteur pointant de l'axe de rotation à l'endroit où la force agit. Afin de produire plus de couple, vous devez appliquer une force plus éloignée du point de pivot ou appliquer plus de force. Comme Archimède l'a dit, s'il pouvait se déplacer avec un levier suffisamment long, il pourrait déplacer le monde. Si vous appuyez sur une porte près des charnières, vous devez utiliser plus de force pour l’ouvrir que si vous l’appuyiez sur la poignée de porte deux pieds plus loin des charnières.

Si le vecteur de forceθ = 0 ° ou 180 °, la force ne provoquera aucune rotation sur l'axe. Il serait soit en train de s'éloigner de l'axe de rotation parce que c'est dans le même sens, soit en s'éloignant de l'axe de rotation. La valeur du couple pour ces deux cas est zéro.

Les vecteurs de force les plus efficaces pour produire un couple sontθ = 90 ° ou -90 °, qui sont perpendiculaires au vecteur de position. Il fera le plus pour augmenter la rotation.

La règle de la main droite pour le couple

Une partie délicate du travail avec le couple est qu’il est calculé à l’aide d’un produit vectoriel. Le couple est dans la direction de la vitesse angulaire qui serait produite par celui-ci, de sorte que le changement de vitesse angulaire se fait dans la direction du couple. Utilisez votre main droite et courbez les doigts de votre main dans le sens de rotation provoqué par la force et votre pouce se dirigera dans la direction du vecteur de couple.

Couple net

Dans le monde réel, vous voyez souvent plus d'une force agissant sur un objet pour provoquer un couple. Le couple net est la somme des couples individuels. En équilibre de rotation, il n'y a pas de couple net sur l'objet. Il peut y avoir des couples individuels, mais ils totalisent zéro et s’annulent.

Sources et lectures supplémentaires

  • Giancoli, Douglas C. "Physics: Principles with Applications", 7ème éd. Boston: Pearson, 2016.
  • Walker, Jearl, David Halliday et Robert Resnick. "Fundamentals of Physics", 10ème éd. Londres: John Wiley and Sons, 2014.


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