Lorsqu'une force à tendance à faire tourner un objet autour d'un axe (le pivot), on peut définir le moment de cette force par rapport au pivot.
En mécanique, l'étude du moment est au corps en rotation l'équivalent de l'étude des forces pour les corps en translation.
Le vecteur moment est fonction de la force, et de la distance séparant le pivot de l'axe de la force (nommée bras de levier - non représenté sur l'animation). La formule mathématique permettant de déterminer le moment fait intervenir l'opérateur produit vectoriel (noté "x").

La particularité du vecteur moment résultant est que sa direction est orthogonale aux vecteurs F et OM (ou OQ). Son module dépend du sinus de l'angle entre F et OM. Son intensité est donc maximale pour un angle de 90° et nulle lorsque la direction de la force passe par l'axe.

Le terme couple est plutôt associé à un système de deux forces dont la résultante est nulle (l'une pousse pendant que l'autre tire) mais dont le moment est non nul. Sur cet exemple, on pourrait parler de couple si une force F' de même amplitude mais de direction opposée, s'appliquait sur l'autre pédale.

Animation réalisée en collaboration avec le Musée des arts et métiers - Paris.

Le vélocipède (littéralement « pied rapide ») utilise un pédalier à pignon fixe sur la roue avant: un tour de pédalier équivaut à un tour de roue motrice.

Pour parcourir une plus grande distance à chaque tour de pédalier, il est nécessaire d’augmenter le diamètre de la roue avant: le Grand bi est l'application extrême de ce principe.
La bicyclette utilise un système de transmission à chaîne entre deux pignons de taille différente, qui permet de parcourir plus de distance en un tour de pédalier.

Animation réalisée en collaboration avec le Musée des arts et métiers - Paris.

Le vélocipède (littéralement « pied rapide ») utilise un pédalier à pignon fixe sur la roue avant: un tour de pédalier équivaut à un tour de roue motrice.

Pour parcourir une plus grande distance à chaque tour de pédalier, il est nécessaire d’augmenter le diamètre de la roue avant: le grand bi est l'application extrême de ce principe.
La bicyclette utilise un système de transmission à chaîne entre deux pignons de taille différente, qui permet de parcourir plus de distance en un tour de pédalier.

Un engrenage sert à la transmission du mouvement. Dans cet exemple ne faisant intervenir que des roues dentées, il s'agit exclusivement de transmettre des mouvements de rotation. Les vitesses de rotation sont fonction du rapport de transmission, uniquement dépendant du nombre de dents sur chaque roue.

Sachant que le nombre de dents est proportionnel au diamètre de la roue, on pourra aussi définir le rapport de transmission en fonction des diamètres.

Un engrenage assure une transmission sans glissement avec un très fort rendement. Le rapport de transmission peut être supérieur à 1 (multiplication) ou inférieur à 1 (réduction). Un réduction de la vitesse s'accompagne d'une augmentation du couple et inversement.

Parfois, un objet se déplace dans un milieu qui se déplace par rapport à un observateur fixe. Voici l'exemple d'un bateau naviguant vers la droite mais subissant un courant marin. Sa vitesse par rapport à un observateur fixe (sur le rivage) ne sera pas celle indiquée par le compteur à bord.
Nous allons exploiter ici le fait que la somme de 2 vecteurs est la somme de ses composantes. On observe ici la vitesse du bateau comme résultante (somme) de 2 vecteurs. C'est la loi de composition des vitesses.

• Le vecteur vert représente la vitesse du bateau par rapport au sol (repère fixe).
• Le vecteur rouge représente la vitesse du bateau par rapport à l'eau.
• Le vecteur bleu représente la vitesse de l'eau par rapport au sol.

On montre ici que la vitesse du bateau par rapport au sol (la seule qui nous intéresse en navigation) est la somme (vectorielle) des deux autres.
Ces considérations sont sensiblement les mêmes pour un aeronef subissant une dérive due au vent.

La cinématique est le domaine de la mécanique qui étudie le mouvement des corps. Pour appréhender au mieux le mouvement d'un corps, le physicien étudie l'évolution dans le temps des trois grandeurs suivantes:

1. Position
2. Vitesse
3. Accélération

L'évolution dans le temps est tracée sous forme de graphiques. Sont représentés ici le mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante) et le mouvement rectiligne uniformément accéléré (accélération constante).
L'étude des forces s'appliquant à la voiture montre que la somme des forces est nulle dans le cas du mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante) alors que ce bilan est non nul dans les cas de la voiture uniformément accélérée.

L'équilibre statique est atteint lorsque la position du centre de masse demeure au dessus du polygone de sustentation.

Avec la participation du Centre National des Arts du Cirque et de l'Explor@dome.

Animation pouvant être exploitée pour illustrer les notions de vitesse, d'accélération, de translation, de mouvement rectiligne uniforme ou non uniforme.

Cliquer puis glisser la souris dans l'écran pour tracer un vecteur que l'on pourra déplacer. On illustrera ainsi la translation.

Cette animation permet d'introduire la notion de vitesse angulaire et de pulsation. En s'aidant du rapporteur, on illustrera ainsi les différentes unités: Hz, Rad/s, Tours/minute ...

Exemple de translation circulaire. Ne pas confondre avec la transformation "rotation".