Le moment d'une force mesure la capacité d'une force à faire tourner un objet autour d'un axe de rotation ou d'un point fixe. Plus le moment est grand, plus la force peut facilement provoquer une rotation.

Le moment d'une force dépend de deux éléments : l'intensité de la force appliquée et la distance entre l'axe de rotation et la ligne d'action de cette force. Cette distance est appelée le bras de levier.

• Plus la force est importante, plus le moment est grand.
• Plus le bras de levier est long, plus il est facile de faire tourner l'objet.
• Si la ligne d'action de la force passe par l'axe de rotation, le moment est nul : la force ne provoque aucune rotation.

Lorsque la force est appliquée perpendiculairement au bras de levier, le moment se calcule avec la formule : M = F × d où M est le moment de la force (en newton-mètre, N·m), F la force appliquée (en newtons) et d la distance entre l'axe de rotation et le point d'application de la force (en mètres).

Une personne pousse l'extrémité d'une clé de 30 cm avec une force de 40 N. Le moment de la force est : M = 40 × 0,30 = 12 N·m. Une clé plus longue permettrait d'obtenir un moment plus grand avec la même force.

Le moment d'une force explique le fonctionnement de nombreux objets : les clés, les tournevis, les poignées de porte, les ciseaux, les pinces, les pédales de vélo ou encore les grues. Tous utilisent le principe du levier pour augmenter l'effet d'une force.

Un couple de forces est constitué de deux forces de même intensité, de directions parallèles, mais de sens opposés, appliquées en deux points différents d'un objet. Ces deux forces ne provoquent pas de déplacement de l'objet, mais créent une rotation.

Le moment d'un couple de forces dépend uniquement de l'intensité des forces et de la distance entre leurs deux lignes d'action.

Il se calcule avec la formule :

M = F × d

où M est le moment du couple (en newton-mètre, N·m), F l'intensité d'une des forces (en newtons) et d la distance entre les deux lignes d'action des forces (en mètres).

Par exemple, lorsque l'on tourne un volant avec les deux mains, les deux mains exercent deux forces opposées qui forment un couple. Le volant tourne sans être déplacé dans une direction particulière.

Les moments des forces et les moments des couples sont utilisés dans de nombreux domaines : les clés, les moteurs, les roues, les hélices, les robots ou encore les mécanismes industriels.