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[ Wikidébrouillard ] Angle de chute du sable

Angle de chute du sable

De Wikidebrouillard.

(Matériel)
(La manipulation)
 
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=='''Présentation de l'expérience
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Peut-on faire un château de sable avec du sable sec ?
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=='''Présentation de l'expérience'''==
=='''Présentation de l'expérience'''==
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* Une paire de ciseaux
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* Une paire de ciseau
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* Du carton
* Du carton
* Une feuille de papier A4
* Une feuille de papier A4
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* Deux cubes en bois parfaitement droit avec une longueur deux fois plus grande que sa surface (la plus petite)
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* Deux pavés en bois avec une hauteur deux fois plus grande que la base
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* Un triangle peut importe le matériau parfaitement droit
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* Un prisme triangulaire
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* Un cylindre plein (par exemple une boîte ronde)
* Un rapporteur
* Un rapporteur
* Un feutre noir
* Un feutre noir
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== '''L'expérience''' ==
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Le but de cette expérience est de mettre en évidence d'angle de chute du sable sec. Cette expérience est illustrer par des exemples simple
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Le but de cette expérience est de mettre en évidence l'angle de chute du sable sec. Cette expérience est ensuite illustrée par des exemples simples.
==='''La manipulation'''===
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* Pour créer la base de mesure de l'angle :  
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# Pour créer la base de mesure de l'angle :  
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Il faut découper un cercle de diamètre 19 cm sur la feuille de carton. vous devez ensuite trouver le centre du cercle en faisant deux trait perpendiculaire par rapport au centre cercle. Pour conserve la moitie du cercle. On prend une feuille de papier A4 à l'horizontale. Puis on trace une droite de 19 cm avec le feutre noir à un tiers de la feuille et à 9.5 cm vous trace une droite perpendiculaire sur toute la feuille. Pour ensuite tracer avec le feutre les différents angles (compris entre 20° et 60°) sur chaque extrémité de la droite. On prend une feuille de carton pour créer un rectangle de la largeur de votre premier cube et de longueur 20 cm. A Partir de , il faut clouer le demi-cercle sur sa surface la plus petite. Il faut coller la feuille avec les angles sur la feuille de carton rectangulaire. Âpres cela, vous devez clouer l'ensemble sur la plus grande surface du cube.  
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Il faut découper un cercle de diamètre 19 cm sur la feuille de carton, puis couper ce cercle en deux et en garder la moitié. Sur la feuille de papier A4 en format paysage, tracer une ligne horizontale de 19 cm avec le feutre noir à environ un tiers du bas de la feuille. Tracer ensuite avec le feutre les différents angles (compris entre 20° et 50°) en partant de chaque extrémité de la ligne, comme indiqué sur le schéma ci-dessous.  
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* Pour mesure l'angle de chute :
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Vous devez jeter rapidement beaucoup de sable au milieu de la base.  
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* Pour créer les formes :
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Il faut jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface la plus petite du cube (carré) pour obtenir la pyramide à quatre arrêtes.
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Dans le carton, découper un rectangle de la même largeur que le petit côté du pavé et de longueur 20 cm. Coller la feuille de mesure des angles sur la moitié de ce rectangle, comme pour faire une sorte de panneau.
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Il faut jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface la plus grande partie du cube (rectangle) pour obtenir la pyramide à cinq arrêtes.
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Clouer le demi-cercle sur une des surfaces carrées du pavé, puis clouer l'ensemble feuille rectangle sur une des surfaces rectangulaires du pavé, pour faire en sorte que le diamètre du demi-cercle se retrouve contre la ligne tracée sur la feuille A4 (cf. vidéo).
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Il faut jeter rapidement beaucoup de sable sur le triangle pour obtenir le tétraèdre.
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# Pour mesurer l'angle de chute :
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Il faut jeter rapidement beaucoup de sable sur la boite de forme circulaire pour obtenir le cône.
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Jeter du sable sur le demi cercle et regarder l'angle maximal du tas obtenu.
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# Pour créer des formes :
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* Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface carrée du pavé pour obtenir une pyramide carrée.
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* Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface rectangulaire du pavé pour obtenir une pyramide à base rectangulaire.
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* Jeter rapidement beaucoup de sable sur le prisme triangulaire pour obtenir un tétraèdre.
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* Jeter rapidement beaucoup de sable sur le cylindre plein pour obtenir un cône.
==='''Que voit-on ?===
==='''Que voit-on ?===
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On constate que l'angle de chute du sable est compris entre 30° et 40°. Par exemple pour une base :
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On constate que l'angle de chute du sable est compris entre 30° et 40°. Cela est valable pour toutes les formes obtenues.
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* Carré, il y a une pyramide de quatre arrêtes de pente d'environ 35°.
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* Triangulaire, il y a un tétraèdre de pente équivalente.
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* Circulaire, il y a un cône de pente équivalente.
+
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* Rectangulaire, il y a une pyramide de cinq arrêtes de pente équivalente.
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== '''Explications''' ==
== '''Explications''' ==
==='''De manière simple'''===
==='''De manière simple'''===
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Une des propriétés du sable est qu'il forme naturellement des pentes stables jusqu'à environ 30°, au-delà de cet angle, il s'écoule par avalanches successives pour retrouver cette pente stable. Ce qui explique les pentes mesurées lors de l'expérience à l'aide du rapporteur.
+
Une des propriétés du sable est qu'il forme naturellement des pentes stables jusqu'à environ 40°. Au-delà de cet angle, il s'écoule par avalanches successives pour retrouver cette pente stable. Ce qui explique les pentes mesurées lors de l'expérience.
=== '''Questions sans réponses''' ===
=== '''Questions sans réponses''' ===
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=='''Catégories'''==
=='''Catégories'''==
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[[Catégorie:sable]]
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[[Catégorie:physique]]
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[[Catégorie:chute]]
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[[Catégorie:thermodynamique]]
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[[Catégorie:Vidéo à réaliser]]
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[[Catégorie:densité]]
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[[Catégorie:Orthographe et style à corriger]]
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[[Catégorie:mathématiques]]
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[[Catégorie:Contenus à développer]]
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[[Catégorie:géométrie]]
[[Catégorie:Fiche à Valider]]
[[Catégorie:Fiche à Valider]]
[[Catégorie:expérience]]
[[Catégorie:expérience]]
[[Catégorie:ENIB2011]]
[[Catégorie:ENIB2011]]
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[[Catégorie:mediaspip]]

Version actuelle en date du 10 avril 2014 à 15:08

Article incomplet en cours de rédaction
Modèle:Vidéo

Sommaire

Présentation de l'expérience

Peut-on faire un château de sable avec du sable sec ?

Matériel

  • Un marteau
  • Une règle
  • Un compas
  • Une bassine
  • Des clous
  • Un tube de colle
  • Une paire de ciseaux
  • Du carton
  • Une feuille de papier A4
  • Deux pavés en bois avec une hauteur deux fois plus grande que la base
  • Un prisme triangulaire
  • Un cylindre plein (par exemple une boîte ronde)
  • Un rapporteur
  • Un feutre noir
  • Du sable

L'expérience

Le but de cette expérience est de mettre en évidence l'angle de chute du sable sec. Cette expérience est ensuite illustrée par des exemples simples.

La manipulation

  1. Pour créer la base de mesure de l'angle :

Il faut découper un cercle de diamètre 19 cm sur la feuille de carton, puis couper ce cercle en deux et en garder la moitié. Sur la feuille de papier A4 en format paysage, tracer une ligne horizontale de 19 cm avec le feutre noir à environ un tiers du bas de la feuille. Tracer ensuite avec le feutre les différents angles (compris entre 20° et 50°) en partant de chaque extrémité de la ligne, comme indiqué sur le schéma ci-dessous.

Dans le carton, découper un rectangle de la même largeur que le petit côté du pavé et de longueur 20 cm. Coller la feuille de mesure des angles sur la moitié de ce rectangle, comme pour faire une sorte de panneau. Clouer le demi-cercle sur une des surfaces carrées du pavé, puis clouer l'ensemble feuille rectangle sur une des surfaces rectangulaires du pavé, pour faire en sorte que le diamètre du demi-cercle se retrouve contre la ligne tracée sur la feuille A4 (cf. vidéo).

  1. Pour mesurer l'angle de chute :

Jeter du sable sur le demi cercle et regarder l'angle maximal du tas obtenu.

  1. Pour créer des formes :
  • Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface carrée du pavé pour obtenir une pyramide carrée.
  • Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface rectangulaire du pavé pour obtenir une pyramide à base rectangulaire.
  • Jeter rapidement beaucoup de sable sur le prisme triangulaire pour obtenir un tétraèdre.
  • Jeter rapidement beaucoup de sable sur le cylindre plein pour obtenir un cône.

Que voit-on ?

On constate que l'angle de chute du sable est compris entre 30° et 40°. Cela est valable pour toutes les formes obtenues.

Explications

De manière simple

Une des propriétés du sable est qu'il forme naturellement des pentes stables jusqu'à environ 40°. Au-delà de cet angle, il s'écoule par avalanches successives pour retrouver cette pente stable. Ce qui explique les pentes mesurées lors de l'expérience.

Questions sans réponses

Peut-on créer un château sable d'une autre manière ?

Allons plus loin dans l'explication

Pour obtenir un château de sable, il faut mouiller le sable afin de modifier ses propriétés physiques et ainsi empêcher un écoulement du sable. Plus précisément, l'humidité est essentielle car elle permet la cohésion des grains de sable entre eux.

  • La cohésion des grains de sable : [1]
  • Château de sable : [2]

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

Les Propriétés du sable : [3]

Autres expériences

La même expérience a été réalisé par la cité des sciences de Paris : [4] Angle de chute

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Angle de chute du sable

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