Question

physique - chimie 3ème
le seau plein de sable a une masse de 5kg. les forces de frottements sont négligeables.

1. faire le schéma du dispositif.
2. citer les forces appliquées à la poulie.
3. écrire la condition d’équilibre de la poulie.
4. calculer l’intensité de la force exercée par le maçon pour soulever le seau.

exercice n°13

Explanation:

Step1: Calculer le poids du seau

Le poids \( P \) d'un objet est donné par \( P = m \times g \), où \( m = 5\,\text{kg} \) (masse du seau) et \( g = 9.8\,\text{m/s}^2 \) (accélération de la gravité). Ainsi, \( P = 5 \times 9.8 = 49\,\text{N} \).

Step2: Analyser le système de poulie (supposons une poulie fixe ou mobile)

Si c'est une poulie fixe, la force exercée par le maçon est égale au poids (car la poulie fixe ne modifie pas la force, seulement la direction). Si c'est une poulie mobile, la force est divisée par 2. Mais dans le cas d'un seau soulevé avec une poulie (généralement, pour simplifier au collège, on suppose une poulie qui réduit la force de moitié si c'est une poulie mobile, mais ici, si on néglige les frottements et la masse de la poulie, et si c'est une poulie mobile, la force \( F \) du maçon satisfait \( 2F = P \), donc \( F=\frac{P}{2} \). Mais si c'est une poulie fixe, \( F = P \). Cependant, pour soulever le seau, avec une poulie mobile, la force est moindre.
Supposons une poulie mobile (ce qui est courant dans les problèmes de 3e). Alors \( F=\frac{49}{2}=24.5\,\text{N} \).

Answer:

L'intensité de la force exercée par le maçon est de \( 24.5\,\text{N} \) (si poulie mobile) ou \( 49\,\text{N} \) (si poulie fixe). Généralement, en physique collège, avec poulie mobile, \( \boldsymbol{24.5\,\text{N}} \) (ou \( 25\,\text{N} \) en approximant \( g = 10\,\text{m/s}^2 \), alors \( P = 5\times10 = 50\,\text{N} \), \( F = 25\,\text{N} \)).