Expérience d'équilibre pour visualiser les forces en jeux.
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
- Matériel et outils
Marteau 
Un marteau est un outil percuteur, servant par exemple à aplatir un morceau de fer ou à enfoncer un clou.
Règle
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Au sens matériel, une règle est un instrument de mesure gradué à arêtes rectilignes servant à tracer des traits droits ou à mesurer des longueurs.
Elastique 
Un élastique est un fil, une bande ou un ruban court(e) en caoutchouc (ou dont une partie est en caoutchouc), de forme généralement circulaire.
Étape 1 - Rassembler le matériel
Étape 2 - Défi : Faire tenir la règle sur le bord d'une table, sur 1 (ou 2 cm max)
1ère étape : Le défi est de trouver les différents moyens possibles pour que la règle soit en équilibre.
Dernière étape : Le défi ultime c'est d'avoir 1cm maximum de règle sur la table et le marteau sous la table
- Placer la tête du marteau sous la table.
- Seul le bout de la règle repose sur le bord de la table.
Étape 3 - Précision : Glisser la règle et le manche du marteau dans l'élastique.
Étape 4 - Résultat final
- La règle est dans le prolongement de la table
- Le marteau ne touche pas la table
- L'ensemble tient sans aide
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
- La règle seule en équilibre tombe au sol
- Si on lâche le marteau , il tombe au sol
- L'élastique permet d'assurer un effet levier
- Lorsque le système est en équilibre, il oscille autour de sa position d'équilibre et s'arrête ensuite.
Le point d'équilibre change en fonction du positionnement du marteau, de la résistance de l'élastique, de la longueur de la règle, de la masse du marteau
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Une table parfois trop épaisse ; une règle trop longue et un marteau trop léger ; un élastique distendue ; un manque de patience
Explications
Le poids des objets les attire vers le sol, en raison du champ de gravité terrestre. Le système Règle + marteau + élastique crée un objet qui se trouve en équilibre sur le bord de la table. Le centre de gravité de ce montage se situe près de la tête du marteau.
Plus d'explications
le centre de gravité (CdG), appelé G, est le point d'application de la résultante des forces de gravité ou de pesanteur. De ce fait, il est clairement dépendant du champ de gravitation auquel le corps est soumis et ne doit pas être confondu avec le centre d'inertie qui est le barycentre des masses. Il est souvent assimilé à ce dernier, mais ce n'est qu'une approximation liée au fait que dans la plupart des cas, le champ de gravitation auquel le corps est soumis peut être considéré comme uniforme dans le corps considéré.
Le marteau est l'élément le plus lourd.
Donc l'attraction de la force gravitationnelle vient surtout du dessous de la table, sous l'endroit le plus lourd, et non du point d'attache entre le marteau et la règle.
Applications : dans la vie de tous les jours
La manifestation la plus courante de la gravité est bien sûr la pesanteur, c'est-à-dire l'attraction entre la Terre et les objets qui sont à proximité.
Plusieurs œuvres d'art, jouets et gadgets utilisent des systèmes d'équilibre
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Éléments pédagogiques
Sources et ressources
Voir pesanteur sur Wikipédia.
Dernière modification 5/06/2020 par user:Serge.
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