Explications:
Bonsoir,
a- Ici, il faut tout d'abord définir un référentiel. Autrement dit, "encadrer" le système. Pour cela, l'idéal étant de prendre un référentiel galiléen. On va donc construire un repère, avec une origine, et 2 axes (comme en maths).
Le plus optimal étant : On place le centre du repère au sol, sous l'élève C. Ainsi, le système est défini juste en hauteur, et non pas en longueur + hauteur.
Une fois positionné, on sait que le système est immobile, puisque les élèves font une figure stable. Par conséquent, la 1re loi de Newton (ou le principe d'inertie) nous dit que, dans ce cas, les forces exercées sur le système se compensent. Autrement dit, la somme des forces exercées sur le système est nulle.
Tu te demanderas pourquoi effectuer tous ces préparatifs ? Cela te simplifie grandement la suite de l'exercice, là réside la difficulté en physique, effectuer les préparatifs !
Dans cette configuration, seules 2 forces s'exercent : Le poids P du système, ainsi que le dos de l'élève C (qu'on va appeler D), qui retient les 2 élèves au dessus.
b- En vertu de la 1re loi de Newton, on peut donc écrire que : P + D = 0 (en vecteurs). Les 2 forces sont donc totalement de sens opposé, avec la même valeur, et la même direction. (ne pas confondre sens et direction ! Par ex, l'axe des abscisses est une direction. Mais 2 sens possibles, vers la droite, et vers la gauche.)
Conclusion :
---> Pour le poids P : Il s'applique au système, direction verticale, orienté vers le bas. Sa valeur vaut P = mg = 82 x 10 = 820 N. (on arrondit g à 10 m/s² pour faciliter les calculs, mais tu peux utiliser aussi g = 9,81 m/s²).
---> Pour la force D : Elle s'applique au système, et grâce à la 1re loi de Newton, elle possède aussi une direction verticale, de sens opposé à P (donc vers le haut), avec la même valeur.
Au final : D = mg = 820 N.
c- Tu peux aisément représenter ces forces grâce à l'échelle. Par une règle de 3, si 1 cm donne 200 N, alors 820 N donne 820/200 = 82/20 = 41/10 = 4,1 cm.
On tracera donc un vecteur de 4,1 cm vers le bas pour le poids P, et 4,1 cm vers le haut pour la force D.
Bonne soirée
