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RÉSUMÉ
Cet article traite des concepts de base de la mécanique des solides, notamment en ce qui concerne les forces et les éléments de statique. Il définit les termes importants comme les forces, les moments et les moments statiques, ainsi que les concepts tels que les directions, les intensités, les sens et les points d'application des forces. Il décrit également comment les forces peuvent être combinées pour créer une force résultante unique, ainsi que comment une force unique peut être décomposée en plusieurs forces. Enfin, il mentionne également l'importance de la compréhension de ces concepts dans la conception de structures solides et durables, ainsi que dans la définition des règles techniques et des « règles de l'Art » en matière de construction.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Thibault FOURCADE : Ingénieur - Cet article est la version actualisée de l’article TBA200 intitulé Forces et éléments de statistique rédigé en 2004.
INTRODUCTION
L’étude des forces et des éléments de statique est une discipline de la mécanique des solides qui vise à comprendre comment les forces agissent sur les structures et comment elles sont transmises à travers ces structures. Cette discipline est cruciale pour la conception de structures solides et durables, telles que des bâtiments, des ponts et des centrales électriques. Lors de la conception de ces structures, il est important de prendre en compte les forces causées par les effets climatiques et les forces propres au système de construction, ainsi que les contraintes, les efforts, les forces et les sollicitations qui assureront la stabilité de la structure dans le temps et l’espace. Pour assurer la stabilité de ces structures, il est également important de comprendre le comportement des matériaux utilisés et de déterminer les dimensions adéquates des éléments de construction. L’étude des forces et des éléments de statique est donc au cœur de la définition des règles techniques et des « règles de l’Art » en matière de construction.
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Expression analytique des moments statiques
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1. Forces
1.1 Définitions
Une force est une interaction physique qui peut être appliquée sur un objet et qui peut le faire accélérer. En physique, une force est définie comme un vecteur qui mesure l’intensité, la direction et la nature de l’interaction. Les forces peuvent être de différentes natures (mécaniques, électromagnétiques, gravitationnelles, nucléaires, etc.) et peuvent être exercées par un objet sur un autre objet ou sur lui-même.
Elle est définie par une direction, une intensité ou une grandeur, un sens, et un point d’application. Les forces peuvent être aussi des actions réparties sur des lignes, des surfaces, des volumes : on parlera donc de densité de force.
HAUT DE PAGE
C’est la ligne d’action de la force. Il existe une infinité de directions possibles. En pratique, et dans le bâtiment, l’on ne prend en compte que deux directions : l’horizontale et la verticale.
HAUT DE PAGE
C’est la grandeur de la force exprimée par une unité (figure 1) : le Newton : N.
Dans une direction donnée, il n’y a que deux sens possibles (figure 2), ce qui nous amène à définir une convention pour les directions verticales et horizontales (figure 3). Donc, par convention, on représente le sens des forces par le schéma de la figure 4.
...
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