PRINCIPE DE TRANSMISSIBILITÉ DES FORCES (EXERCICES RÉSOLUS) - PHYSIQUE - 2025

Le principe de transmissibilité des forces indique que l'équilibre ou la situation de mouvement d'un corps rigide ne change pas si une certaine force agissant sur un point spécifique du corps est remplacée par une autre. Pour que cela soit considéré de cette manière, deux prémisses doivent être réunies.

La première prémisse est que la nouvelle force est de la même ampleur, et la seconde est que la même direction est appliquée, même si elle est sur un point différent sur le corps. Les deux forces ont le même résultat sur un corps rigide; par conséquent, ce sont des forces équivalentes.

Ainsi, le principe de transmissibilité confirme qu'une force peut être transmise selon la même direction. De même, il convient de noter que l'effet mécanique de la force peut être à la fois en rotation et en translation. Un exemple pratique de la signification du principe de transmissibilité est lorsqu'un corps est poussé ou tiré.

Si la valeur de la force avec laquelle le corps est tiré ou poussé est la même et que les deux forces sont appliquées dans la même direction, le mouvement résultant est exactement le même. Ainsi, pour les besoins du mouvement, le résultat est le même, que le corps soit poussé ou tiré.

Corps rigides

Un corps rigide (qui ne se déforme pas) est un corps qui ne subit pas de déformations lorsqu'une force externe lui est appliquée.

L'idée d'un corps rigide est encore une idéalisation mathématique nécessaire à l'étude du mouvement et des causes du mouvement des corps.

Une définition plus précise d'un corps rigide est ce qui le définit comme un système de points matériels, dans lequel la distance entre les différents points du corps n'est pas modifiée par l'action d'un système de forces.

La vérité est que les corps réels et les machines ne sont jamais complètement rigides et subissent des déformations, même minimes, sous l'action des forces et des charges qui leur sont appliquées.

Limitations du principe de transmissibilité

Le principe de transmissibilité a certaines limites. Le premier et le plus évident est dans le cas où la ou les forces appliquées agissent sur un corps déformable. Dans ce cas, la déformation du corps sera différente selon le point d'application des efforts.

Une autre limitation est ce que l'on peut voir dans le cas suivant. Supposons que deux forces soient appliquées horizontalement aux extrémités d'un corps, toutes deux dans la même direction mais dans la direction opposée.

Selon le principe de transmissibilité, les deux forces pourraient être remplacées par deux nouvelles forces appliquées dans le même sens, mais dans des directions opposées aux forces d'origine.

À des fins internes, la substitution n'aurait aucune conséquence. Cependant, pour un observateur extérieur, un changement fondamental se serait produit: dans un cas, les forces appliquées seraient la tension, et dans un autre, elles seraient la compréhension.

Par conséquent, il est clair que le principe de transmissibilité n'est applicable qu'à partir de l'hypothèse de son application à des solides rigides idéaux et du point de vue d'un observateur interne.

Exemples

Premier exemple

Un cas pratique d'application du principe de transmissibilité se produit lorsque l'on souhaite déplacer une voiture par un groupe de personnes.

La voiture se déplacera de la même manière, qu'elle soit poussée ou tirée vers l'avant, tant que les gens appliquent une force dans la même ligne droite.

Deuxième exemple

Un autre exemple simple dans lequel le principe de transmissibilité est satisfait est celui de la poulie. Aux fins du mouvement, le point de la corde auquel la force est appliquée est indifférent, tant que la même quantité de force est appliquée. De cette façon, cela n'affecte pas le mouvement si la corde est plus ou moins longue.

Exercices résolus

Exercice 1

Indiquez si le principe de transférabilité est respecté dans les cas suivants:

Premier cas

Une force de 20 N appliquée horizontalement sur un corps rigide est remplacée par une autre force de 15 N appliquée en un autre point du corps, bien que les deux soient appliquées dans la même direction.

Solution

Dans ce cas, le principe de transmissibilité ne sera pas respecté car, bien que les deux forces soient appliquées dans le même sens, la seconde force n'a pas la même grandeur que la première. Par conséquent, l'une des conditions indispensables du principe de transmissibilité n'existe pas.

Deuxième cas

Une force de 20 N appliquée horizontalement sur un corps rigide est remplacée par une autre force de 20 N, appliquée verticalement en un autre point du corps.

Solution

A cette occasion, le principe de transmissibilité n'est pas rempli puisque, bien que les deux forces aient le même module, elles ne sont pas appliquées dans le même sens. Là encore, l'une des conditions indispensables du principe de transmissibilité n'existe pas. On peut dire que les deux forces sont équivalentes.

Troisième cas

Une force de 10 N appliquée horizontalement sur un corps rigide est échangée contre une autre également de 10 N appliquée en un autre point du corps, mais dans la même direction et direction.

Solution

Dans ce cas, le principe de transmissibilité est respecté, puisque les deux forces sont de même ampleur et sont appliquées dans la même direction et direction. Toutes les conditions nécessaires du principe de transmissibilité sont remplies. On peut dire que les deux forces sont équivalentes.

Quatrième cas

Une force glisse dans la direction de votre ligne d'action.

Solution

Dans ce cas, le principe de transmissibilité est rempli puisque, étant la même force, l'amplitude de la force appliquée ne varie pas et elle glisse dans sa ligne d'action. Encore une fois, toutes les conditions nécessaires du principe de transmissibilité sont remplies.

Exercice 2

Deux forces externes sont appliquées à un corps rigide. Les deux forces sont appliquées dans le même sens et dans le même sens. Si le module de la première est de 15 N et celui de la seconde de 25 N, quelles conditions une troisième force externe qui remplace la résultante des deux précédentes doit-elle remplir pour remplir le principe de transmissibilité?

Solution

D'une part, la valeur de la force résultante doit être de 40 N, ce qui résulte de l'addition du module des deux forces.

En revanche, la force résultante doit agir en tout point de la droite joignant les deux points d'application des deux forces.

Références

1. Corps rigide (nd). Dans Wikipedia. Récupéré le 25 avril 2018 sur es.wikipedia.org.
2. Force (nd). Dans Wikipedia. Récupéré le 25 avril 2018 sur en.wikipedia.org.
3. Cutnell, John D.; Johnson, Kenneth W. (2003). Physique, sixième édition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
4. Corben, HC; Philip Stehle (1994). Mécanique classique. New York: publications de Douvres.
5. Feynman, Richard P.; Leighton; Sands, Matthew (2010). Le Feynman donne des conférences sur la physique. Vol. I: Principalement mécanique, rayonnement et chaleur (New millennium ed.). New York: BasicBooks.