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Laboratoire avec dynamomètre et tige de bois
Bonjour, je suis nouveau sur ce forum et j'ai besoin d'un peu d'aide.
Tout comme meowimacat, j'ai eu à faire un laboratoire de fin d'année scolaire. Je suis également en physique 534, d'ailleurs mewoimacat est dans mon groupe. Bref, je vais vous expliquer mon problème.
Pour réaliser mon laboratoire, j'avais deux supports universels, un autre un peu plus gros, une pince à support universel, un goujon en bois (tige de bois), trois dynamomètres différents, un poids de 1 kg, deux crochets, une pince pour tenir le dynamomètre au plus gros support universel, des serre-joints (pour attacher deux supports universels à la table), un ruban à mesurer, un mètre, une règle de 30 cm.
Comme vous pouvez voir, j'avais beaucoup de matériel et c'était donc pas très évident de savoir quoi faire avec tout ça. Je vous montre le schéma de ce que tout cela donne une fois monté.
La tige de bois est fixée solidement au support de gauche et sur celui de droite, elle n'est pas fixé mais il y a un ruban marqueur jaune pour marquer la position initiale (je crois) du goujon.
Le but du laboratoire est de : trouver la relation entre la force F nécessaire pour soulever le goujon et l. (l est placé sur le schéma).
Bon, vous voyez un peu le problème. Ce que j'ai hésité beaucoup, c'est de savoir si je devais déplacer le dynamomètre avec son support ou le poids… j'ai opté pour le déplacement du dynamomètre vu que déplacer le poids ne répondait pas tellement à la question. J'ai également hésité sur la question des trois dynamomètres, mais après expérimentation de la façon dont j'ai procédé, je n'en ai utilisé qu'un. Sa limite était de 2.5 N je crois. Il était précis au dixième. (1,1 ; 1,2 ; 1,3 ...).
Un autre problème qui s'est posé, c'est que je n'ai pas été capable de mesurer la force entre le support de gauche et l'endroit où le poids est fixé. J'ai l'impression qu'il fallait que je prennes des mesures, mais je ne savais pas comment sans tout détruire le montage donc je ne l'ai pas fait.
J'ai démarré la prise de mesure à un mètre de l'endroit où le goujon est fixé (au centre de la fixation).
Bref, les données que j'ai obtenues sont :
| ∆l (cm) | F (N) |
| 100 | 1,84 |
| 90 | 1,76 |
| 80 | 1,73 |
| 70 | 1,62 |
| 60 | 1,49 |
| 50 | 1,36 |
| 40 | 1,22 |
Notez qu'avant 40 cm, c'est impossible de prendre des mesures puisque mon poids est fixé à 35,8 cm de l'endroit où le goujon est fixé.
Je suis resté un peu perplexe devant ces mesures... D'ailleurs, je ne sais pas trop quoi en faire.
J'ai d'ailleurs pensé qu'il fallait calculer l'élasticité du goujon, mais ça ne semble pas être ça. Je ne vois pas trop de lien entre la distance entre le dynamomètre et la force, excepté que cela semble être directement proportionnel.
Je sais que la loi de Hooke c'est
J'ai un peu de difficulté à croire qu'on m'ait donné 3 dynamomètres et que j'en aie utilisé qu'un. Peut-être ai-je fais quelque chose d'incorrect, je ne sais pas.
La force appliquée par le poids sur le goujon est bien évidemment 9,8 N, (
Bref, je vous remercie d'avance pour votre aide et j'espère profondément que j'ai été assez clair dans mes questions.
Bonjour,
Je suppose que la barre de bois horizontale peut tourner autour de sa fixation à gauche ?...
Le "goujon" ne va pas monter, il va plutôt avoir tendance à descendre (mais la force est équilibrée par le dynamomètre)... Et on mesure avec la dynamomètre la force due au poids de 1 kg.
On pouvait déplacer le dynamomètre ou le poids : cela revient au même.
C'est un problème de moments de forces
Si on appelle d la distance de 35,8 cm (0,358 m), on a :
P x d = F x l P étant le poids (la force) de la masse de 1 kg (9,81 N).
donc la relation est :
F = P d / l
F = (9,81 x 0,358) / l F en N et l en m
Merci de ton aide
Par contre, le goujon ne peut pas bouger. Il est fixé solidement au support universel de gauche (j'avais certainement oublié de le préciser). Le rond sur le schéma c'est seulement la fixation qui était faite comme ça, il y avait une poignée pour la fixer solidement. C'est pour cela que j'ai hésité beaucoup... peut-être devais-je désserer la fixation pour permettre au goujon de tourner librement autour de cet axe ?
Merci encore !
Je peux me tromper mais, tel qu'est fait le montage, ça fait penser à un bras de levier ou à une brouette (c'est la même chose d'ailleurs)...
Je ne vois pas comment tu peux mesurer valablement une force si le "goujon" ne peut pas tourner...
A mon avis, il y a la masse de 1 kg qui exerce une force de 9,81 N à 35,8 cm du pivot et on mesure quelle est la force exercée à la distance l. La force est fournie et mesurée par le dynamomètre.
C'est donc l'application des moments des forces par rapport à un pivot.
Pourquoi 3 dynamomètres ? Je ne vois pas bien pourquoi... Un seul a l'air de suffire sauf qu'ils sont différents, donc ils doivent avoir des gammes de mesure différentes. En fonction de la force à mesurer, on pouvait choisir le "bon" dynamomètre, à mon avis...
Si le "goujon" est solidement fixé à gauche, je ne vois pas à quoi sert le montage (sauf si je n'ai rien compris ! ).
J'ai peur que les mesures faites ne servent pas à grand-chose. L'application du calcul ne donne strictement rien. La valeur théorique n'a rien à voir avec la valeur mesurée.
Je pense, sauf erreur de ma part, que tu vas être obligé de dire que tu n'as rien compris lors du laboratoire et que tu n'as fait pas ce qu'il faut...
Avec un dynamomètre de 2,5 N maximum, il faut que l soit grand. Pour 1,50 m, on trouve une force de 2,34 N.
Merci,
ce qui est dommage dans toit cela, c'est que nous n'avons pas vu la matière sur les machines simples (donc les leviers). Cette matière a été retirée du programme... La manière dont le goujon était attaché ne laissait vraiment pas voir qu'il pouvait tourner autour de l'axe, d'ailleurs il semblait vouloir tomber si je dévissais la vis qui le tenait. Mais je ne suis certainement trompé. Je ne sais donc vraiment plus quoi faire... Est-ce que je fais des calculs avec des valura théoriques quand même ?
Bref, je voua remercie beaucoup pour votre aide, c'est très généreux de votre part.
Bonne fin de journée.
Encore une fois, je peux me tromper mais, avec les explications fournies, je ne vois pas d'autre solution... A mon avis, ça ne peut être que cela sinon je ne vois pas le but de l'expérience, ni même comment elle fonctionne...
Je pense qu'il faut certainement faire les calculs théoriques et expliquer plus ou moins habilement que la manip a été ratée et pourquoi...
Dans l'état actuel des choses, je ne vois pas ce qu'on peut faire d'autre..
Désolé 
...
Merci énormément. C'est effectivement un levier. J'ai trouvé la théorie dans mon volume et tout est là ! J'ai trouvé les valeurs théoriques et pour 1,5 m j'arrive également à 2,34 N, donc ma méthode est bonne. Je n'aurai qu'à expliquer dans l'analyse que les données sont fausses car je n'avais pas réalisé que c'était un levier. J'ai demandé à mon enseignant et ce n'est pas la compréhension immédiate qu'il regarde. Donc si je dis que je n'ai pas compris, ça ne change rien à mon futur résultat. J'ai réalisé que les leviers c'est très simple... je ne comprends pas pourquoi ils ont retiré cette matière du programme, c'est pourtant assez amusant et instructif. C'est quand même la première machine simple que l'homme a inventé !
Je vous remercie mille fois !
Bonne fin de journée.
C'est un levier de type inter-résistant* désolé j'avais oublié de l'écrire et je ne sais pas comment éditer mon message donc...
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