Papier : sa force cachée !

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction
La vidéo "Papier : sa force cachée !"


Sommaire

Présentation de l'expérience

Le papier est un matériau très fin mais pourtant très résistant !

Matériel

L'expérience

En vidéo

La manipulation

Rouler la feuille, en un seul cercle, dans le sens de la largeur et la fixer avec un morceau de scotch. La feuille doit former un cylindre. Ensuite, il ne reste plus qu'à poser délicatement et en équilibre la brique sur la feuille : miracle, la feuille de papier suffit à soutenir la brique.

Que voit-on ?

La brique est maintenue en équilibre par la feuille de papier.

Explications

De manière simple

Pourquoi le papier suffit à maintenir la brique ?

Ceci s'explique de manière très simple grâce à la forme cylindrique que l'on a donné au papier. En effet, la forme cylindrique est la plus efficace pour la répartition des forces qui sont induites par le poids de la brique. Plus efficace car cette forme offre, pour le même périmètre, plus de surface par rapport aux autres formes géométrique comme le carré ou le triangle. Un tube Carré est moins robuste car les arêtes constituent des points où les tensions s'accumulent au lieu de se répartir.

Nous pouvons effectuer un calcul simple pour affirmer cette hypothèse :

Si on prend notre cylindre, nous avons un périmètre de 29,7 cm, prenons également un carré de ce même diamètre. Calculons a présent la surface des deux formes :

  • Pour le carré : 29,7 : 4 = 7,425 cm de coté ce qui nous donne une surface de 7,425² = 55,13 cm²
  • Pour le cylindre : 29,7 : (2 x 3,14) = 4,72 cm de rayon ce qui nous donne une surface de 3,14 x 4,72² = 70,092 cm²

Nous avons bien une surface plus grande grâce à la forme cylindrique ce qui implique donc une meilleur répartition des forces.

Questions sans réponses

Quel poids la feuille pourrait-elle supporter au maximum ?

Allons plus loin dans l'explication

Un article wikipédia qui explique les propriétés des Forces
Un article wikipédia qui explique le Travail d'une force

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