Équilibre de forces

Georges pousse une caisse vers la droite avec $3\ \text{N}$ et Hélène la pousse aussi vers la droite avec $4\ \text{N}$, comme le montre la figure.

1. a) Calculer la force résultante sur la caisse.
2. b) Vers où la caisse va-t-elle se déplacer ?

Deux enfants poussent une table en sens contraires : l'un exerce $10\ \text{N}$ vers la droite et l'autre $6\ \text{N}$ vers la gauche, comme le montre la figure.

1. a) Quelle est la valeur de la force résultante sur la table ?
2. b) De quel côté la table se déplace-t-elle ?

Trois forces de même direction s'exercent sur une caisse : $2\ \text{N}$ et $3\ \text{N}$ vers la droite, et $5\ \text{N}$ vers la gauche.

1. a) Calculer la force résultante sur la caisse.
2. b) La caisse va-t-elle se déplacer ? Justifier.

Une lampe est suspendue au plafond sans bouger, comme le montre la figure.

1. a) Nommer les deux forces qui s'exercent sur elle et indiquer vers où chacune est dirigée.
2. b) La lampe est-elle en équilibre ? Justifier.

Un livre est immobile sur la table, comme le montre la figure.

Une force s'exerce-t-elle sur lui ? Indiquer les forces présentes et expliquer pourquoi le livre ne bouge pas.

Un pot de fleurs pèse $20\ \text{N}$ et est suspendu, immobile, à un crochet.

1. a) Quelle force le crochet exerce-t-il sur le pot ?
2. b) Si le même pot était suspendu à deux crochets qui se répartissent le poids à égalité, quelle force exercerait chaque crochet ?

Un drone reste immobile dans l'air, sans monter ni descendre. Son poids est de $50\ \text{N}$, comme le montre la figure.

1. a) Quelle est la valeur de la force vers le haut exercée par ses hélices ?
2. b) Pour commencer à monter, cette force doit-elle être supérieure, inférieure ou égale au poids ? Justifier.

Une balançoire est suspendue à deux chaînes identiques. La balançoire pèse $40\ \text{N}$ et Adrien, assis et immobile, pèse $360\ \text{N}$, comme le montre la figure.

1. a) Quelle force totale les chaînes exercent-elles vers le haut ?
2. b) Si l'effort est réparti à égalité, quelle force supporte chaque chaîne ?

Un magasin veut suspendre au plafond une lampe qui pèse $120\ \text{N}$. Il dispose de câbles qui résistent au maximum à $50\ \text{N}$ chacun.

1. a) Si on suspendait la lampe à un seul câble, tiendrait-il ? Justifier.
2. b) Et avec deux câbles qui se répartissent le poids à égalité ? Justifier avec le calcul.
3. c) Combien de câbles faut-il installer au minimum ?

L'auvent d'un étal de marché pèse $80\ \text{N}$ et est suspendu à deux cordes identiques qui se répartissent le poids à égalité.

1. a) Quelle force supporte chaque corde ?
2. b) Les cordes résistent au maximum à $50\ \text{N}$ : conviennent-elles pour l'auvent ?
3. c) Le vendeur ajoute une bâche et l'ensemble pèse maintenant $120\ \text{N}$. S'il veut que chaque corde continue à supporter la même force, combien de cordes lui faut-il au minimum ? Justifier avec le calcul.

Deux personnes poussent un chariot de courses dans le même sens, avec $60\ \text{N}$ et $40\ \text{N}$, et les frottements valent $70\ \text{N}$.

1. a) Calculer la force résultante sur le chariot.
2. b) Le chariot avance-t-il ?
3. c) Quelle valeur devraient avoir les frottements pour que le chariot soit en équilibre ?

Dans la finale de corde à tirer, trois élèves participent par équipe. L'équipe rouge tire vers la gauche avec des forces de $150\ \text{N}$, $140\ \text{N}$ et $160\ \text{N}$ ; l'équipe bleue, vers la droite avec $145\ \text{N}$, $155\ \text{N}$ et $140\ \text{N}$.

1. a) Calculer la force totale de chaque équipe.
2. b) Quelle est la valeur de la force résultante et vers où est-elle dirigée ?
3. c) Quelle force supplémentaire l'équipe qui perd doit-elle exercer pour équilibrer la corde ?

Vous poussez une armoire vers la droite avec $12\ \text{N}$ et elle ne bouge pas.

1. a) Quelle est la valeur de la force résultante sur l'armoire ?
2. b) Quelle est la valeur de la force de frottement et vers où est-elle dirigée ?
3. c) Si vous poussez avec $30\ \text{N}$ et qu'elle ne bouge toujours pas, quelle est maintenant la valeur des frottements ? Expliquer ce que les frottements ont de particulier d'après ces résultats.