Équilibriste
De Wikidebrouillard.
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Comment faire tenir sur un doigt un bouchon enfoncé dans un cure-dent ?
Matériel
-
Un bouchon de liège
- Un cure-dent
-
Deux pics à brochette
- De la pâte à modeler
L'expérience
En vidéo
La manipulation
Que voit-on ?
- Lorsque les deux tiges latérales ne sont pas encore posées, le système a tendance à tomber.
- Lorsque les tiges sont disposées de part et d'autre du bouchon de liège, le système tend vers une position d'équilibre mécanique.
- Nous observons des oscillations du système autour d'une position d'équilibre stable.
- Il est plus facile de maintenir en équilibre le système avec les 2 masses au bout que sans.
Explications
De manière simple
Les pics à brochette avec les boules de pâte à modeler servent de balancier à l'objet comme nos bras, qui nous permettent de garder l'équilibre, quand nous marchons sur une poutre. Le centre de gravité de l'objet se trouve alors en dessous de son point d'appui.
Questions sans réponses
- Que se passe-t-il si les masses associées au système sont différentes et/ou que les tiges sont de longueurs différentes?
- De la même façon, que se passera-t-il si les angles entre les tiges et l'axe principal ne sont pas les mêmes?
Allons plus loin dans l'explication
Le système global a la possibilité de faire un mouvement de rotation autour de l'axe de symétrie passant par son centre de gravité. De plus, les 2 masses qui sont au bout des tiges sont libres d'osciller autour de l'axe passant par leurs centres d'inertie respectifs.
Liens avec d'autres expériences
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Un funambule utilise une longue perche pour se stabiliser de la même manière.
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