Activités d'Investigation
Levage de moteur au palan, chariot élévateur et charge maximale d'échafaudage.
Levage d'un Moteur & Tension de Câble
Situation Professionnelle
Un mécanicien dépose le moteur d'une berline à l'aide d'une grue d'atelier. La masse totale du bloc moteur est $m = 250\text{ kg}$. On prend $g = 9{,}8\text{ N/kg}$ sur Terre. Le moteur est maintenu immobile en l'air au bout du câble de levage.
Travail à réaliser
1. Calcul du Poids (Compétence Réaliser) : Calculer la valeur du poids $P$ en Newtons ($P = m \times g$).
2. Bilan des Forces (Compétence Analyser) : Nommer les deux forces appliquées au moteur suspendu en précisant pour chacune sa direction et son sens.
3. Condition d'Équilibre (Compétence Valider) : Donner la valeur de la force de tension $\vec{T}$ exercée par le câble sur le moteur en position d'équilibre statique.
Voir le corrigé de l'Activité 1
1. $P = m \times g = 250 \times 9{,}8 = \mathbf{2450\text{ N}}$.
2. 1) **Le poids $\vec{P}$** : vertical, orienté vers le bas (centre de la Terre). 2) **La tension $\vec{T}$** : verticale, orientée vers le haut (action du crochet).
3. À l'équilibre sous l'action de deux forces opposées, on a $T = P = \mathbf{2450\text{ N}}$.
Chariot Élévateur & Capacité de Levage
Situation Professionnelle
Un cariste doit charger une palette de parpaings d'une masse $m = 600\text{ kg}$ sur les fourches de son chariot élévateur. La plaque de charge indique une capacité maximale de $10\,000\text{ N}$. On prend $g = 10\text{ N/kg}$.
Travail à réaliser
1. Poids de la Palette (Compétence Réaliser) : Calculer le poids $P$ en Newtons exercé par la palette.
2. Vérification de Conformité (Compétence Valider) : Le cariste peut-il soulever cette palette en toute sécurité sans dépasser la charge maximale autorisée ?
3. Stabilité (Compétence Analyser) : Expliquer quel élément du chariot compense le poids de la palette pour éviter le basculement vers l'avant.
Voir le corrigé de l'Activité 2
1. $P = m \times g = 600 \times 10 = \mathbf{6000\text{ N}}$ (soit $6\text{ kN}$).
2. Oui, car $6000\text{ N} \le 10\,000\text{ N}$ : la charge est conforme à la capacité du chariot.
3. C'est le **lourd contrepoids en fonte** situé à l'arrière du chariot qui crée un moment de force opposé pour maintenir l'équilibre.
Vérification de la Charge d'un Échafaudage
Situation Professionnelle
Sur un chantier de ravalement, un échafaudage de classe 3 admet une charge maximale d'utilisation de $4500\text{ N}$. Trois ouvriers (masse moyenne $80\text{ kg}$ chacun) et un lot d'outillage et mortier ($150\text{ kg}$) se trouvent simultanément sur le plateau. On prend $g = 9{,}8\text{ N/kg}$.
Questions & Sécurité de Chantier
1. Masse Totale (Compétence S'approprier) : Calculer la masse totale $m_{\text{totale}}$ présente sur l'échafaudage en kilogrammes.
2. Poids Total (Compétence Réaliser) : Calculer le poids total $P_{\text{total}}$ en Newtons exercé sur le plancher ($P = m \times g$).
3. Décision de Sécurité (Compétence Valider) : L'utilisation de cet échafaudage respecte-t-elle les règles de sécurité ? Justifier.
Voir le corrigé de l'Activité 3
1. $m_{\text{totale}} = (3 \times 80) + 150 = 240 + 150 = \mathbf{390\text{ kg}}$.
2. $P_{\text{total}} = 390 \times 9{,}8 = \mathbf{3822\text{ N}}$.
3. Oui, car $3822\text{ N} \le 4500\text{ N}$ : la charge totale est inférieure à la limite autorisée, le plancher est en sécurité.