moment

Un moment est l'effet de rotation produit lorsqu'une force agit à une certaine distance d'un point de pivot ou d'un axe. Il est calculé comme la force multipliée par la distance perpendiculaire entre la ligne d'action de cette force et le pivot, mesurée en newton-mètres (N·m) ou en pieds-livres (ft·lbf). Une petite force appliquée loin du pivot peut produire le même moment qu'une grande force appliquée près de celui-ci, c'est pourquoi une longue clé rend un boulon serré plus facile à tourner qu'une clé courte.

La direction d'un moment suit la règle de la main droite: enroulez vos doigts dans le sens de la rotation et votre pouce pointe le long de l'axe du moment. Les moments sont soit dans le sens horaire, soit dans le sens antihoraire lorsqu'ils sont vus sous un angle donné. Dans les systèmes avec plusieurs forces, les moments peuvent s'additionner ou s'annuler selon leurs directions. Une balançoire est équilibrée lorsque le moment dans le sens horaire d'un enfant est égal au moment dans le sens antihoraire de l'autre, indépendamment de leurs poids si leurs distances par rapport au point d'appui diffèrent.

Moments dans l'analyse structurelle et mécanique

Les poutres, les arbres et les cadres doivent résister aux moments. Une poutre simplement appuyée subit un moment de flexion le long de sa longueur lorsqu'elle est chargée perpendiculairement à son axe; le moment maximal se produit généralement près du milieu de la portée. Les calculs de conception doivent garantir que la résistance à la flexion du matériau dépasse le moment appliqué. Les moments de torsion tordent les arbres dans les machines tournantes; les arbres de transmission de puissance sont dimensionnés pour gérer à la fois le couple (moment autour de l'axe de l'arbre) et les moments de flexion dus aux forces de courroie ou d'engrenage agissant latéralement.

Les moments déséquilibrés causent des problèmes. Si un ensemble rotatif a une masse répartie de manière inégale autour de son axe, il crée un moment déséquilibré qui augmente avec la vitesse, produisant des vibrations, l'usure des roulements et du bruit. Les machines d'équilibrage mesurent et corrigent cela en ajoutant ou en retirant de la matière. Dans les structures, les forces du vent ou sismiques créent de grands moments aux bases et aux connexions, et ceux-ci doivent être résistés par des cadres rigides ou des haubans, pas seulement par la résistance.

Le terme moment vient du latin et signifiait à l'origine importance ou poids; il est entré en mécanique par l'idée que l'importance d'une force dépend de l'endroit où elle agit. Aujourd'hui, le mot est presque toujours abrégé de l'expression complète moment de force, et dans les contextes de rotation, il est souvent appelé couple lorsqu'il se réfère spécifiquement au moment qui provoque la rotation autour d'un axe.