On appelle couple de deux forces un ensemble de deux forces de somme vectorielle nulle (portées par une direction similaire mais de direction opposées et d'intensités égales) mais de points d'applications différents.

Dans le cas de la clé en croix représentée ci-contre les forces →F1 et →F2 sont portées par une même direction, mais de sens opposés, d'intensités similaires, et séparées du point de rotation de la même distance. On peut alors écrire que leur normes sont égales F1=F2=F

Dans ce cas le couple des forces est C=F×AB, les forces étant placées perpendiculaire à la clé ce qui optimise leur action.

Si les forces sont perpendiculaires à la droite passant par l'axe de rotation et le point d'application des forces alors: C=F×AB

On se rend bien compte que si les forces sont dans l'alignement de la clé alors les forces ne feront pas tourner la clé: le couple est alors nul.

Dans le cas suivant le couple des forces →F1 et →F2 n'est pas optimisé et un angle différent de la perpendiculaire apparaît entre les forces et la droite AB.

La prise en compte de cette moindre optimisation passe par le calcul au choix

  • de la partie active de la force qui est dans la direction perpendiculaire au bras de levier: Fsinα
  • de la longueur du bras de levier perpendiculaire aux forces donc OH qui est calculée par ABcosβ

Le couple des forces est alors défini par

→C=F⋅AB⋅sinα=F⋅d=F⋅AB⋅cosβ

→C=F⋅AB⋅sinα=FA⋅d

avec

  • α angle entre la direction de →F et AB .
  • AB la distance entre les deux points d'aplications
  • d en m : distance entre les deux droites portées par les forces.
  • F en N avec F1=F2=F
  • C en N.m.

Clipedia: Le moment de force (33'38")