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22 Novembre 2025

NOMBRES - Curiosités, théorie et usages Accueil DicoNombre Rubriques Nouveautés Édition du: 05/12/2025 Orientation générale  DicoMot Math Atlas Références M'écrire Barre de recherche DicoCulture Index alphabétique Brèves de Maths
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		Sommaire de cette page >>> Fer en forme de I >>> Dômes >>> Mur & catapulte

FORCES dans les CONSTRUCTIONS

Comme illustration du concept de force.

FER en "I"

Vous vous êtes sans doute demandé pourquoi les poutrelles métalliques sont en I (on dit parfois en H): Pour les rendre plus légères que les poutrelles à section rectangulaire? Pas vraiment. La raison, en fait, c'est que: Il est inutile de mettre de la matière au milieu. Ah! et pourquoi? Pour le savoir, il faut examiner les forces en présence. Lorsque la poutre fléchit sous l'action d'une pression (force), le haut de la poutre est en compression, ça se resserre; le bas de la poutre est en traction, ça s'étire; et entre les deux tensions contraires, il existe une zone neutre, ça ne travaille pas. On peut: évider la partie centrale (âme) et renforcer les parties haute et basse (membrures) qui travaillent le plus D'où la forme en "I".

DÔMES

Un phénomène semblable de zone neutre apparaît sur les dômes. Les méridiens se rejoignent au pôle, au sommet du dôme où ils exercent une force de compression très grande sur les parallèles; les parallèles subissent une compression de plus en plus forte en se rapprochant du pôle. Les méridiens s'évasent vers l'équateur, à la base du dôme où ils exercent une force vers l'extérieur; les parallèles subissent une traction de plus en plus forte en se rapprochant de l'équateur. Entre les deux, il existe une zone neutre qui ne travaille pas; sur ce parallèle, les forces de compression et celles de traction s'annulent.

MUR & CATAPULTE
REBOND D'UNE BALLE SUR UN MUR
	MUR FIXE La balle frappe le mur perpendiculaire à la trajectoire: incidence normale. On suppose la balle parfaitement élastique. Le rebond de la balle change la direction de la balle, pas sa vitesse (sa valeur, son module): Trajet vers le mur: vitesse: v Trajet après rebond: vitesse: – v Effet miroir.
	MUR MOBILE Prenons position dans le train. Nous sommes fixes par rapport au train. Le train est notre référentiel Dans ce référentiel, la vitesse de la balle est la somme relative de la vitesse du train et de celle de la balle: Trajet vers le mur: vitesse: v – (– w) = v + w La balle semble foncer vers le train avec sa vitesse renforcée de celle du train; Trajet après rebond: vitesse: – (v + w) Effet miroir. Nous avons besoin maintenant de raisonner en passant du train au sol fixe
Morale de l'histoire La balle envoyée contre un mur en mouvement rebondit avec sa vitesse (miroir) renforcée de deux fois celle du mur. C'est un effet catapulte. Un effet semblable, utilisant les forces de gravitation, est parfois utilisé pour produire un effet catapulte lorsqu'un satellite s'approche d'une planète.

Suite	Force en physique Forces fondamentales
Voir	Galilée Grandes constructions Gratte-ciel Gravitation – Index Matière – Glossaire Mécanique – Glossaire Mécanique, micro et nano Newton Physique amusante Quatre concepts de Newton Relativité Tour Eiffel
Sites	Building Big
Livres	Les grandes constructions – David Macaulay – Archimède, l'école des loisirs – 2002 Ce livre est génial !!! Si vous voulez vous familiariser avec les grands problèmes des architectes et ingénieurs lors de la construction de grands édifices: ponts, tunnels, barrages, dômes, gratte-ciel De nombreuses explications comme celles ci-dessus … en plus détaillées et illustrées Larges extraits du livre sur Internet: Building Big Gravitation – Chérif Zananiri – Ellipses – 2002 Voir aussi: Comment ça marche
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