Tge Hanzelet (et 1ge)

6 janvier 2010

Revenons au frottement (suite 1)

Et si nous commencions par une petite expérience….

Mon objectif est de mettre en évidence que le modèle d’une liaison parfaite sphère-plan pour étudier l’équilibre de ce stylo ne nous suffit plus et qu’il va falloir pour comprendre ou modéliser notre expérience introduire un modèle incluant l’adhérence.

Je suis conscient que cette phrase introductive pour définir mon objectif en elle même, est bien complexe et vous demande donc si vous ne la comprenez pas (ce qui est tout à fait normal pour un élève de STI) de me faire confiance et de vous laisser emmener dans une histoire, que vous pourrez relire à loisir pour en voir les tenants et les aboutissants.

Certains, en cours me dirait d’emblée, “mais msieur je ne comprends rien….” et là je lui explique en générale, que si j’essai de lui apprendre ce qu’il connait, c’est sûr qu’il comprendra, que je n’aurai pas beaucoup de difficultés en tant que pédagogue, mais que du coup il ne progressera pas… mais par contre que si j’essai de lui apprendre ce qu’il ne connait pas, il n’est pas anormal pendant un certain temps d’avoir l’impression d’être dans un monde inconnu voir incompréhensible, c’est normal puisque le but est de faire découvrir ce monde inconnu incompréhensible et c’est en cela que c’est intéressant justement….

Pour ceux qui ne comprennent pas mon explication, et il y en a (je veux bien admettre que mon explication demande une certaine logique qui n’est pas à la porté de tout le monde…), je leur propose de coucher 10 fois sur une feuille leur nom de famille, et devant leur crédulité, je leur explique que mon objectif aujourd’hui pour eux, c’est de leur apprendre à écrire leur nom de famille…….

Après cela en général, nous poursuivons mon premier objectif dans la joie et l’allégresse.

Bon soyons un peu sérieux revenons à notre stylo, il glisse ou il ne glisse pas, là est la question….

  1. Comme le montre le ptit gif ci-contre, j’ai simplement tenu en équilibre un stylo en appuyant sur son extrémité (gomme), sauf une fois….
  2. Mon intention est de maintenir ce stylo sous l’action de deux forces, car le PFS nous permet de connaitre le support de ces deux forces, et pour cela l’action de mon doigt, doit avoir une intensité suffisante pour que le poids du stylo devienne négligeable.
  3. Mais il faut aussi que cette action ne soit pas trop importante, car la mine, si son diamètre est trop fin va pénétrer dans le papier et nous n’aurons plus sur cette extrémité une réalité proche d’un modèle sphère-plan (anciennement ponctuel).
20100103-Pict0011rr Position 1, je maintiens le stylo avec mon doigt dans une position orthogonale au plan d’appui.

Cette position d’équilibre est très stable.

20100103-Pict0012rr Position 2, je maintiens le stylo avec mon doigt, mais je l’incline pour qu’il ne soit plus orthogonal au plan d’appui.

Cette position d’équilibre est stable.

20100103-Pict0013rr Position3, je maintiens toujours le stylo avec mon doigt dans une position encore plus inclinée.

Cette position d’équilibre est toujours stable.

20100103-Pict0014rr Position 4, je maintiens toujours le stylo avec mon doigt dans une position encore plus inclinée, mais cette position est un peu instable :
-si je réduit l’inclinaison j’ai la sensation d’améliorer la stabilité de l’équilibre,
-si j’augmente l’inclinaison, le stylo glisse et il faut que je recommence l’expérience.

Cette position d’équilibre est à la limite de la stabilité.

20100103-Pict0015rr Position 5, le stylo glisse.
Je ne suis plus en position d’équilibre…

Cette position de non équilibre, ou de glissement est instable.

Remarque : Sur cette cinquième photo, j’ai obtenu une inclinaison supérieure mais l’équilibre était très très instable, et je n’appuyait presque plus sur le stylo, car naturellement, j’ai senti que cela me permettrait de maintenir l’équilibre, mais alors je ne peux plus négliger le poids et alors l’expérience serait un peu plus compliquer à analyser.
je considère donc cette photo hors propos de mes objectifs ou alors comme une position très instable, avec le stylo en train de glisser…

20100103-Pict0016rr Position 6, je maintiens le stylo avec mon doigt dans une position à la limite de l’équilibre, mais en m’appuyant sur le plan d’appui avec la gomme et non pas avec la mine de graphite.

Bon maintenant analysons un peut tout cela….

20100103-Pict0011rr

Discussion autour de

la position 1

Dans le gif ci-contre, vous pouvez observer trois étapes importantes :
-Introduction de l’objet réel et de ses caractéristiques, avec le passage de la réalité à un modèle.
-Étude de l’équilibre du modèle, en appliquant le P.F.S et l’obtention des résultats.
-Etude  l’action en B, et de la cohérence du modèle « liaison sphère-plan parfaite » avec la réalité .

Discussion autour de la position 2 et 3.

20100103-Pict0012rr 20100103-Pict0013rr Ces positions seront analysés plus tard….
frottement 06p1

Discussion autour de

la position 4 .

Dans ce gif , je vais introduire une notion importante “la position d’équilibre stricte”

frottement 06p2forces Ici, j’applique le P.F.S. pour en déduire la nature des actions en A et B
frottement 07qp Dans ce gif , je vais analyser l’action en B, et comparer celle-ci avec le modèle de l’action transmise par une liaison sphère-plan parfaite, pour mettre en évidence le HIC…….
frottement 08p Dans ce gif , je tente d’essayer l’introduction de la notion d’adhérence, d’angle de frottement ou d’adhérence.
Ce gif est bien trop dense, beaucoup trop de blabla, il faudra que je revois cela…..

Bon je vais m’arrêter là, il reste encore un bon chemin à parcourir, l’histoire n’est pas fini, elle n’est pas sans fin, vous aurez la suite au prochain épisode….

Comme mon collègue dirait, j’avance à la vitesse d’un escargot qui charge…..

Dans ce gif , je vous propose de caractériser l’angle d’inclinaison du stylo, en utilisant la notion de “normale à un plan”.
<><> </> </>

Dans ce gif , je vous rappelle une technique pour mesurer cet angle (sans rapporteur), avec la notion de tangente.
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