Les équations à faisceaux sont une partie essentielle de la mécanique et un excellent moyen de perfectionner vos compétences en mathématiques et en physique. La capacité de calculer les forces agissant sur les poutres est fondamentale dans la construction, l'éducation scientifique et même la rénovation de base, comme la construction d'étagères.

Les équations de poutres vous permettent également de déterminer des choses inconnues, telles qu'une boîte pèse ou combien de temps un faisceau est, en réarrangeant les équations. C'est un moyen de gagner du temps et de l'énergie si vous avez besoin de connaître le poids d'un objet fixe sans avoir à démonter quoi que ce soit.

Dessinez un diagramme comprenant les forces agissant sur la poutre et la longueur du faisceau. Ceci aide à visualiser le problème et vous permet de rassembler toutes les informations fournies ensemble dans une image. Ceci est souvent appelé un diagramme de corps libre dans les manuels.

Utilisez une échelle pour déterminer la force dans le sens des aiguilles d'une montre agissant sur la poutre (si elle est présente), mesurée en Newtons (N). Si la force est à gauche du point d'équilibre, alors agir vers le haut (levage) provoque un moment dans le sens des aiguilles d'une montre. Si vous agissez sur la droite du point d'équilibre, alors une force descendante (gravité) provoque un moment dans le sens des aiguilles d'une montre. Marquez la force dans le sens des aiguilles d'une montre "Fc".

Utilisez une règle pour mesurer la distance horizontale en mètres (m) entre la force dans le sens des aiguilles d'une montre et le centre du point d'équilibre, s'il y en a un. Étiquetez cette distance "dc".

Utilisez une échelle pour déterminer la force dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, mesurée en Newtons (N) agissant sur la poutre, si elle est présente. Si la force est à gauche du point d'équilibre, agir vers le bas (gravité) provoque un moment anti-horaire. Si vous agissez sur la droite du point d'équilibre, une force vers le haut (levage) provoque un moment dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Étiqueter la force dans le sens des aiguilles d'une montre "Fa".

Utiliser une règle pour mesurer la distance horizontale en mètres (m) entre la force dans le sens antihoraire et le centre du point d'équilibre, si présent. Marquez cette distance "da". Une inconnue aurait dû apparaître: "Fc", "dc", "Fa" ou "da".

Calculer les moments dans le sens des aiguilles d'une montre (Mc) en utilisant la formule pour un instant:

Mc = Fc x dc.

Un moment dans le sens horaire est égal à la force dans le sens des aiguilles d'une montre multipliée par la distance horizontale du point d'équilibre.

Calculer les moments dans le sens inverse des aiguilles d'une montre un moment:

Ma = Fa x da.

Un moment dans le sens anti-horaire est égal à la force dans le sens anti-horaire multipliée par la distance horizontale du point d'équilibre.

Laisser les moments dans le sens des aiguilles d'une montre égaler les moments dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour trouver les valeurs quand elles sont en équilibre:

Fa x da = Fc x dc

Ceci est connu en physique comme équilibre.

Make the unknown forcer ou éloigner le sujet de l'enquête en réarrangeant la formule pour isoler l'inconnu d'un côté de l'équation. Ceci est fait en divisant l'autre côté de l'équation par la force ou la distance connue.

Par exemple, si l'on veut trouver dc, diviser l'équation par Fc:

dc = (Fa x da) /Fc

Entrez les nombres connus dans l'équation et résolvez l'équation pour l'inconnue. L'équation résolue donne la force ou la distance requise pour équilibrer les deux côtés du faisceau.

La réponse doit être supérieure ou égale à ce nombre si l'on veut soulever l'objet.

Astuce

Un kilogramme (Kg) est égal à 9,81 Newtons (N). Si le poids d'un objet est donné en kilogrammes, il doit être multiplié par 9.81 pour donner la force en Newton avant qu'un calcul puisse être fait.