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Calcul 
vectoriel 
des forces 
notions 
élémentaires 
Conception de structures 
Automne 2012 
R. Pleau 
École d’architecture, Université Laval 
vendredi 7 septembre 12
Définition d’une force 2 
Par définition une force est une action 
mécanique qui tend à mettre un corps 
rigide en mouvement. 
force de poussée 
En poussant, un homme exerce une force 
horizontale sur une voiture dans le but de 
la mettre en mouvement 
Si le corps résiste à ce mouvement, il 
obéit aux lois de la mécanique statique. 
C’est le cas, par exemple, d’une poutre 
en bois qui supporte le poids d’un 
plancher. 
Si le corps est en mouvement, sa 
trajectoire et sa vitesse obéissent aux loi 
de la mécanique dynamique. C’est le 
cas notamment du mouvement des 
planètes qui gravitent autour du Soleil 
sous l’action de la force gravitationnelle. 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 3 
Une force est définie par trois composantes: son intensité, son orientation et 
son point d’application. 
Selon la seconde loi du mouvement de Newton, la force (F) est définie comme le 
produit d’une masse (m) et d’une accélération (a) : 
F = m a 
Dans le système international (S.I.), la masse est exprimée en kilogrammes (kg), 
l’accélération en mètres par seconde au carré (m/s2) et la force en Newton (N). 
Par définition on a que: 
1 N = 1 kg m/s2 
Sur terre, l’accélération gravitationnelle est égale à 9,81 m/s2 ce qui signifie 
qu’une force de 1 N correspond environ à un poids de 100 g (0,1 kg x 9,81 m/s2 
= 0.981 N). Comme cet unité de mesure est très petite, on utilisera 
généralement le kilonewton (kN) pour mesurer les forces; 1 kN correspondant 
approximativement à un poids de 100 kg. 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
1 cm = 10 kN 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
50 kN 
1 cm = 10 kN 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
50 kN 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
50 kN 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
50 kN 
1 cm = 10 kN 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
50 kN 100 kN 
1 cm = 10 kN 
vendredi 7 septembre 12
Nature vectorielle des forces 4 
Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur 
intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est 
proportionnelle à l’intensité de la force. 
50 kN 100 kN 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
a 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
a 
100 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
4 
125 kN 
3 
a 
100 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
4 
125 kN 
3 
a 
100 kN 
75 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
4 
force résultante 
125 kN 
3 
a 
100 kN 
75 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 5 
Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble 
de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le 
même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant 
l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui 
aligne chacune des forces bout-à-bout. 
Le vecteur qui unit le point de départ du polygone 
de force à son point d’arrivée constitue 
la force résultante. 
a 75 kN 
100 kN 
force 250 résultante 
kN 
125 kN 
4 
3 
4 
125 kN 
3 
a 
100 kN 
75 kN 
Diagramme des forces 
sollicitant le point a Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
Polygone de forces 
a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
Polygone de forces 
a 
100 kN 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
a 
100 kN 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
a a 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
Polygone de forces 
a 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
a 75 kN 
Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
125 kN 
3 
a 75 kN 
Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
125 kN 
3 
a 75 kN 
100 kN 
Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
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125 kN 
force résultante 
250 kN 
3 
a 75 kN 
100 kN 
Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
a 75 kN a 
4 
125 kN 
force résultante 
250 kN 
3 
100 kN 
Polygone de forces 
vendredi 7 septembre 12
Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
125 kN 
force résultante 
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a 75 kN 
Polygone de forces 
Polygone de forces 
a 
100 kN 
250 kN 
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Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
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force résultante 
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Polygone de forces 
4 
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Polygone de forces 
a 
100 kN 
250 kN 
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Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
125 kN 
force résultante 
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Polygone de forces 
4 
125 kN 
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Polygone de forces 
a 
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Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
125 kN 
force résultante 
3 
a 75 kN 
Polygone de forces 
4 
125 kN 
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100 kN 
75 kN 
Polygone de forces 
a 
100 kN 
250 kN 
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Addition vectorielle des forces 6 
L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 
4 
force résultante 
250 kN 
125 kN 
3 
Polygone de forces 
100 kN 
75 kN 
a 
4 
125 kN 
force résultante 
3 
a 75 kN 
Polygone de forces 
4 
125 kN 
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force résultante 
250 kN 
100 kN 
75 kN 
Polygone de forces 
a 
100 kN 
250 kN 
vendredi 7 septembre 12
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
a 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
200 kN 
vendredi 7 septembre 12
Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
200 kN 
150 kN 
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Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
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Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
200 kN 
150 kN 
a 
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Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
200 kN 
150 kN 
a 
200 kN 
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Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs 
composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux 
composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale 
de 200 kN. 
7 
Décomposition vectorielle 
des forces 
4 
250 kN 
3 
a 
200 kN 
150 kN 
a 150 kN 
200 kN 
vendredi 7 septembre 12
8 Représentation vectorielle 
des forces 
vendredi 7 septembre 12
8 Représentation vectorielle 
des forces 
La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent 
exactement le même effet sur le point a. 
vendredi 7 septembre 12
8 Représentation vectorielle 
des forces 
La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent 
exactement le même effet sur le point a. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
vendredi 7 septembre 12
8 Représentation vectorielle 
des forces 
La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent 
exactement le même effet sur le point a. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
force résultante 
a 
250 kN 
vendredi 7 septembre 12
8 Représentation vectorielle 
des forces 
La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent 
exactement le même effet sur le point a. 
a 75 kN 
100 kN 
125 kN 
4 
3 
force résultante 
a 
250 kN 
a 150 kN 
200 kN 
vendredi 7 septembre 12
Équilibre statique des forces 9 
1 kN 1 kN 
L’équilibre statique des forces impose 
que si un homme exerce une poussée 
sur un mur, le mur exerce une poussée 
égale mais de direction opposée sur 
l’homme 
vendredi 7 septembre 12
Équilibre statique des forces 9 
Pour qu’un corps soit en équilibre statique, il 
faut que la résultante de toutes les 
forces qui le sollicitent soit nulle. Cela 
signifie que, lorsque l’on trace le polygone 
de forces, le point de départ et le point 
d’arrivée sont confondus (on dit alors que le 
polygone est fermé). 
1 kN 1 kN 
L’équilibre statique des forces impose 
que si un homme exerce une poussée 
sur un mur, le mur exerce une poussée 
égale mais de direction opposée sur 
l’homme 
vendredi 7 septembre 12
Équilibre statique des forces 9 
Pour qu’un corps soit en équilibre statique, il 
faut que la résultante de toutes les 
forces qui le sollicitent soit nulle. Cela 
signifie que, lorsque l’on trace le polygone 
de forces, le point de départ et le point 
d’arrivée sont confondus (on dit alors que le 
polygone est fermé). 
Cela correspond à la troisième loi du 
mouvement de Newton qui veut que l’action 
soit égale à la réaction. Dans une structure, 
les réactions d’appui s’ajustent afin de 
satisfaire cette condition et de préserver 
l’équilibre statique. 
1 kN 1 kN 
L’équilibre statique des forces impose 
que si un homme exerce une poussée 
sur un mur, le mur exerce une poussée 
égale mais de direction opposée sur 
l’homme 
vendredi 7 septembre 12
Équilibre statique des forces 9 
Un corps est dit en équilibre statique 
lorsqu’il n’est pas en mouvement. 
Pour qu’un corps soit en équilibre statique, il 
faut que la résultante de toutes les 
forces qui le sollicitent soit nulle. Cela 
signifie que, lorsque l’on trace le polygone 
de forces, le point de départ et le point 
d’arrivée sont confondus (on dit alors que le 
polygone est fermé). 
Cela correspond à la troisième loi du 
mouvement de Newton qui veut que l’action 
soit égale à la réaction. Dans une structure, 
les réactions d’appui s’ajustent afin de 
satisfaire cette condition et de préserver 
l’équilibre statique. 
1 kN 1 kN 
L’équilibre statique des forces impose 
que si un homme exerce une poussée 
sur un mur, le mur exerce une poussée 
égale mais de direction opposée sur 
l’homme 
vendredi 7 septembre 12
Exemple d’un bicyclette 10 
Sur terrain plat, la réaction d’appui du 
sol s’oppose au poids du cycliste. 
vendredi 7 septembre 12
Exemple d’un bicyclette (suite) 11 
Dans une courbe, une force 
horizontale s’ajoute due à 
l’accélération centrifuge. La 
bicyclette s’incline alors 
naturellement afin que la 
réaction d’appui du sol soit 
dans l’axe de la force 
résultante qui s’exerce sur 
le cycliste. 
vendredi 7 septembre 12
Exemple d’un bicyclette (suite) 12 
vendredi 7 septembre 12
Exemple d’un bicyclette (suite) 12 
Pour éviter que le pneu glisse et 
provoque la chute du cycliste, on peut 
incliner la piste dans les courbes afin que 
la résultante des forces demeure 
perpendiculaire à la surface du sol. 
vendredi 7 septembre 12
Exemple d’un bicyclette (suite) 12 
Pour éviter que le pneu glisse et 
provoque la chute du cycliste, on peut 
incliner la piste dans les courbes afin que 
la résultante des forces demeure 
perpendiculaire à la surface du sol. 
vendredi 7 septembre 12
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Pour éviter que le pneu glisse et 
provoque la chute du cycliste, on peut 
incliner la piste dans les courbes afin que 
la résultante des forces demeure 
perpendiculaire à la surface du sol. 
vendredi 7 septembre 12
Dans un vélodrome, la piste est inclinée de manière à ce que la roue du 
vélo demeure perpendiculaire à la piste. En agissant ainsi, on prévient 
considérablement les risques de chute. 
13 
vendredi 7 septembre 12

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2 cacul vectoriel des forces

  • 1. Calcul vectoriel des forces notions élémentaires Conception de structures Automne 2012 R. Pleau École d’architecture, Université Laval vendredi 7 septembre 12
  • 2. Définition d’une force 2 Par définition une force est une action mécanique qui tend à mettre un corps rigide en mouvement. force de poussée En poussant, un homme exerce une force horizontale sur une voiture dans le but de la mettre en mouvement Si le corps résiste à ce mouvement, il obéit aux lois de la mécanique statique. C’est le cas, par exemple, d’une poutre en bois qui supporte le poids d’un plancher. Si le corps est en mouvement, sa trajectoire et sa vitesse obéissent aux loi de la mécanique dynamique. C’est le cas notamment du mouvement des planètes qui gravitent autour du Soleil sous l’action de la force gravitationnelle. vendredi 7 septembre 12
  • 3. Nature vectorielle des forces 3 Une force est définie par trois composantes: son intensité, son orientation et son point d’application. Selon la seconde loi du mouvement de Newton, la force (F) est définie comme le produit d’une masse (m) et d’une accélération (a) : F = m a Dans le système international (S.I.), la masse est exprimée en kilogrammes (kg), l’accélération en mètres par seconde au carré (m/s2) et la force en Newton (N). Par définition on a que: 1 N = 1 kg m/s2 Sur terre, l’accélération gravitationnelle est égale à 9,81 m/s2 ce qui signifie qu’une force de 1 N correspond environ à un poids de 100 g (0,1 kg x 9,81 m/s2 = 0.981 N). Comme cet unité de mesure est très petite, on utilisera généralement le kilonewton (kN) pour mesurer les forces; 1 kN correspondant approximativement à un poids de 100 kg. vendredi 7 septembre 12
  • 4. Nature vectorielle des forces 4 vendredi 7 septembre 12
  • 5. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. vendredi 7 septembre 12
  • 6. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. vendredi 7 septembre 12
  • 7. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 1 cm = 10 kN vendredi 7 septembre 12
  • 8. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 50 kN 1 cm = 10 kN vendredi 7 septembre 12
  • 9. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 50 kN vendredi 7 septembre 12
  • 10. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 50 kN vendredi 7 septembre 12
  • 11. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 50 kN 1 cm = 10 kN vendredi 7 septembre 12
  • 12. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 50 kN 100 kN 1 cm = 10 kN vendredi 7 septembre 12
  • 13. Nature vectorielle des forces 4 Les forces sont représentées par des vecteurs qui sont caractérisés par leur intensité (exprimée en kN) et leur orientation. La longueur du vecteur est proportionnelle à l’intensité de la force. 50 kN 100 kN vendredi 7 septembre 12
  • 14. Addition vectorielle des forces 5 vendredi 7 septembre 12
  • 15. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. vendredi 7 septembre 12
  • 16. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a vendredi 7 septembre 12
  • 17. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a Diagramme des forces sollicitant le point a vendredi 7 septembre 12
  • 18. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN Diagramme des forces sollicitant le point a vendredi 7 septembre 12
  • 19. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN Diagramme des forces sollicitant le point a vendredi 7 septembre 12
  • 20. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 Diagramme des forces sollicitant le point a vendredi 7 septembre 12
  • 21. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 22. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 a Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 23. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 a 100 kN Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 24. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 4 125 kN 3 a 100 kN Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 25. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 4 125 kN 3 a 100 kN 75 kN Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 26. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 4 force résultante 125 kN 3 a 100 kN 75 kN Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 27. Addition vectorielle des forces 5 Lorsque qu’un corps est soumis à plusieurs forces, on peut remplacer l’ensemble de ces forces par une seule force, appelée force résultante, qui produit le même effet sur le corps en question. La force résultante est obtenue en faisant l’addition vectorielle de forces, c’est-à-dire en traçant un polygone de forces qui aligne chacune des forces bout-à-bout. Le vecteur qui unit le point de départ du polygone de force à son point d’arrivée constitue la force résultante. a 75 kN 100 kN force 250 résultante kN 125 kN 4 3 4 125 kN 3 a 100 kN 75 kN Diagramme des forces sollicitant le point a Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 28. Addition vectorielle des forces 6 vendredi 7 septembre 12
  • 29. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. vendredi 7 septembre 12
  • 30. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. a vendredi 7 septembre 12
  • 31. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. Polygone de forces a vendredi 7 septembre 12
  • 32. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. Polygone de forces a 100 kN vendredi 7 septembre 12
  • 33. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 125 kN 3 Polygone de forces a 100 kN vendredi 7 septembre 12
  • 34. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a vendredi 7 septembre 12
  • 35. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a vendredi 7 septembre 12
  • 36. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. a a 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN vendredi 7 septembre 12
  • 37. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a Polygone de forces a vendredi 7 septembre 12
  • 38. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a a 75 kN Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 39. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN 3 a 75 kN Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 40. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN 3 a 75 kN 100 kN Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 41. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN force résultante 250 kN 3 a 75 kN 100 kN Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 42. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a a 75 kN a 4 125 kN force résultante 250 kN 3 100 kN Polygone de forces vendredi 7 septembre 12
  • 43. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN force résultante 3 a 75 kN Polygone de forces Polygone de forces a 100 kN 250 kN vendredi 7 septembre 12
  • 44. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN force résultante 3 a 75 kN Polygone de forces 4 125 kN 3 Polygone de forces a 100 kN 250 kN vendredi 7 septembre 12
  • 45. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN force résultante 3 a 75 kN Polygone de forces 4 125 kN 3 100 kN Polygone de forces a 100 kN 250 kN vendredi 7 septembre 12
  • 46. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN force résultante 3 a 75 kN Polygone de forces 4 125 kN 3 100 kN 75 kN Polygone de forces a 100 kN 250 kN vendredi 7 septembre 12
  • 47. Addition vectorielle des forces 6 L’ordre d’addition des forces n’a aucune importance. 4 force résultante 250 kN 125 kN 3 Polygone de forces 100 kN 75 kN a 4 125 kN force résultante 3 a 75 kN Polygone de forces 4 125 kN 3 force résultante 250 kN 100 kN 75 kN Polygone de forces a 100 kN 250 kN vendredi 7 septembre 12
  • 48. 7 Décomposition vectorielle des forces vendredi 7 septembre 12
  • 49. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces vendredi 7 septembre 12
  • 50. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces a vendredi 7 septembre 12
  • 51. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a vendredi 7 septembre 12
  • 52. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a vendredi 7 septembre 12
  • 53. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a vendredi 7 septembre 12
  • 54. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a 200 kN vendredi 7 septembre 12
  • 55. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a 200 kN 150 kN vendredi 7 septembre 12
  • 56. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a 200 kN 150 kN a vendredi 7 septembre 12
  • 57. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a 200 kN 150 kN a 200 kN vendredi 7 septembre 12
  • 58. Inversement, on peut aussi décomposer une force en deux ou plusieurs composantes. Par exemple, on pourrait décomposer la force résultante en deux composantes orthogonales: une force horizontale de 150 kN et une force verticale de 200 kN. 7 Décomposition vectorielle des forces 4 250 kN 3 a 200 kN 150 kN a 150 kN 200 kN vendredi 7 septembre 12
  • 59. 8 Représentation vectorielle des forces vendredi 7 septembre 12
  • 60. 8 Représentation vectorielle des forces La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent exactement le même effet sur le point a. vendredi 7 septembre 12
  • 61. 8 Représentation vectorielle des forces La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent exactement le même effet sur le point a. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 vendredi 7 septembre 12
  • 62. 8 Représentation vectorielle des forces La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent exactement le même effet sur le point a. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 force résultante a 250 kN vendredi 7 septembre 12
  • 63. 8 Représentation vectorielle des forces La figure suivante illustre trois combinaisons de charge qui produisent exactement le même effet sur le point a. a 75 kN 100 kN 125 kN 4 3 force résultante a 250 kN a 150 kN 200 kN vendredi 7 septembre 12
  • 64. Équilibre statique des forces 9 1 kN 1 kN L’équilibre statique des forces impose que si un homme exerce une poussée sur un mur, le mur exerce une poussée égale mais de direction opposée sur l’homme vendredi 7 septembre 12
  • 65. Équilibre statique des forces 9 Pour qu’un corps soit en équilibre statique, il faut que la résultante de toutes les forces qui le sollicitent soit nulle. Cela signifie que, lorsque l’on trace le polygone de forces, le point de départ et le point d’arrivée sont confondus (on dit alors que le polygone est fermé). 1 kN 1 kN L’équilibre statique des forces impose que si un homme exerce une poussée sur un mur, le mur exerce une poussée égale mais de direction opposée sur l’homme vendredi 7 septembre 12
  • 66. Équilibre statique des forces 9 Pour qu’un corps soit en équilibre statique, il faut que la résultante de toutes les forces qui le sollicitent soit nulle. Cela signifie que, lorsque l’on trace le polygone de forces, le point de départ et le point d’arrivée sont confondus (on dit alors que le polygone est fermé). Cela correspond à la troisième loi du mouvement de Newton qui veut que l’action soit égale à la réaction. Dans une structure, les réactions d’appui s’ajustent afin de satisfaire cette condition et de préserver l’équilibre statique. 1 kN 1 kN L’équilibre statique des forces impose que si un homme exerce une poussée sur un mur, le mur exerce une poussée égale mais de direction opposée sur l’homme vendredi 7 septembre 12
  • 67. Équilibre statique des forces 9 Un corps est dit en équilibre statique lorsqu’il n’est pas en mouvement. Pour qu’un corps soit en équilibre statique, il faut que la résultante de toutes les forces qui le sollicitent soit nulle. Cela signifie que, lorsque l’on trace le polygone de forces, le point de départ et le point d’arrivée sont confondus (on dit alors que le polygone est fermé). Cela correspond à la troisième loi du mouvement de Newton qui veut que l’action soit égale à la réaction. Dans une structure, les réactions d’appui s’ajustent afin de satisfaire cette condition et de préserver l’équilibre statique. 1 kN 1 kN L’équilibre statique des forces impose que si un homme exerce une poussée sur un mur, le mur exerce une poussée égale mais de direction opposée sur l’homme vendredi 7 septembre 12
  • 68. Exemple d’un bicyclette 10 Sur terrain plat, la réaction d’appui du sol s’oppose au poids du cycliste. vendredi 7 septembre 12
  • 69. Exemple d’un bicyclette (suite) 11 Dans une courbe, une force horizontale s’ajoute due à l’accélération centrifuge. La bicyclette s’incline alors naturellement afin que la réaction d’appui du sol soit dans l’axe de la force résultante qui s’exerce sur le cycliste. vendredi 7 septembre 12
  • 70. Exemple d’un bicyclette (suite) 12 vendredi 7 septembre 12
  • 71. Exemple d’un bicyclette (suite) 12 Pour éviter que le pneu glisse et provoque la chute du cycliste, on peut incliner la piste dans les courbes afin que la résultante des forces demeure perpendiculaire à la surface du sol. vendredi 7 septembre 12
  • 72. Exemple d’un bicyclette (suite) 12 Pour éviter que le pneu glisse et provoque la chute du cycliste, on peut incliner la piste dans les courbes afin que la résultante des forces demeure perpendiculaire à la surface du sol. vendredi 7 septembre 12
  • 73. Exemple d’un bicyclette (suite) 12 Pour éviter que le pneu glisse et provoque la chute du cycliste, on peut incliner la piste dans les courbes afin que la résultante des forces demeure perpendiculaire à la surface du sol. vendredi 7 septembre 12
  • 74. Dans un vélodrome, la piste est inclinée de manière à ce que la roue du vélo demeure perpendiculaire à la piste. En agissant ainsi, on prévient considérablement les risques de chute. 13 vendredi 7 septembre 12