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Loi de Hooke HTML5

Résumé

Selon la loi de Hooke, l'intensité de la force F nécessaire pour allonger ou comprimer un ressort d'une certaine longueur x est proportionnelle à cette longueur. Mathématiquement, cette loi s'écrit F = -kx où k est une constante caractéristique du ressort nommée "constante de raideur" et qui s'exprime en N.m-1.

La force est nulle quand l'élongation x est nulle, autrement dit quand le ressort est à sa longueur à vide l(l dans l'animation).

Cela signifie que plus le ressort est étiré ou compressé, plus la force qu'il exerce est grande. Cette loi est souvent utilisée pour mesurer des forces dans des expériences physiques et des instruments de mesure.

Robert Hooke est le physicien britannique qui a étudié cette force de rappel élastique (1678). Le terme élastique signifie ici qu'après déformation, le ressort reprend sa position de repos initiale. C'est d'ailleurs la signification du signe moins de la formule mathématique. Il indique que la force de rappel F est à tout instant dirigée dans le sens inverse du déplacement, justement pour annuler la distorsion qui engendre la force. Il faut d'ailleurs souligner que cette élasticité à des limites. Dans la réalité, un ressort ne reprend jamais totalement sa forme initiale et la loi de Hooke n'est une bonne approximation que pour des déplacements petits devant la longueur à vide l0.

Objectifs d'apprentissage

  • Découvrir la loi de Hooke qui établit la relation entre la force de tension, la constante de raideur et l'élongation.
  • Montrer comment un montage à deux ressorts en série ou en parallèle affecte la constante de raideur et la force mesurées.
  • Fournir la formule de la constante de raideur du ressort équivalent au système de deux ressorts en série ou en parallèle.
  • Introduire le dynamomètre comme instrument de mesure couramment utilisé par les scientifique pour mesurer l'intensité d'une force.

En savoir plus

Est-il possible d'utiliser un ressort pour mesurer une masse ?

 

La loi de Hooke permet de relier l'élongation d'un ressort à une force. Le dynamomètre est justement le dispositif à ressort…

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