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RAAI Formation
Statique · cours 2 sur 3 · 12 min de lecture

Moments et bras de levier

Calculer le moment d'une force (M = F × d), identifier le bras de levier, et appliquer le théorème des moments pour résoudre un équilibre.

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1. Pourquoi le moment ?

Une force ne fait pas que pousser : appliquée à distance d'un axe, elle fait tourner. Cette capacité à faire tourner s'appelle le moment. C'est pour ça qu'on pousse une porte loin des gonds, et qu'une clé plus longue dévisse plus facilement : à force égale, plus la distance à l'axe est grande, plus le moment est grand.

2. La formule

MA(F) = F × d

Le bras de levier d est la distance perpendiculaire entre le point A et la droite d'action de la force — pas la distance au point d'application ! Si la force passe par A, d = 0 et le moment est nul. Par convention, un moment qui fait tourner dans le sens trigonométrique (anti-horaire) est positif.

3. Le théorème des moments

Un solide en équilibre vérifie deux conditions (le PFS complet) : la somme des forces est nulle ET la somme des moments en n'importe quel point est nulle : ΣM(A) = 0. Astuce de pro : choisis le point A là où passe une force inconnue — son moment s'annule et elle disparaît de l'équation.

Exemple de la balançoire : un enfant de 300 N à 2 m du pivot équilibre un adulte assis de l'autre côté à 0,75 m. Théorème des moments : 300 × 2 = F × 0,75 → F = 800 N. Le petit bras de levier exige une grande force : c'est le principe du levier.

4. Le couple

Deux forces égales, opposées et décalées forment un couple : la résultante est nulle mais l'effet de rotation demeure. C'est ce qu'on applique en serrant un volant à deux mains ou un robinet. Le couple d'un moteur, noté C (en N·m), est directement lié à la puissance : P = C · ω.

En images

Moment d'une force autour d'un axe : M = F × d, et la clé plus longue qui donne un moment plus grand à force égale

Pour aller plus loin

À retenir
  • M = F × d, en N·m. d = distance PERPENDICULAIRE à la droite d'action.
  • Équilibre complet : ΣF = 0 ET ΣM = 0.
  • Choisis le point de calcul là où passe une force inconnue : elle disparaît.
  • Couple = deux forces opposées décalées ; P = C · ω pour un moteur.

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