Chariot centre de gravité

MS 001


 

Principe de l'expérience

Chariot constitué d’une série d’expériences et d’objets en lien avec la notion de centre de gravité.

  • Détermination pratique du centre de gravité d’un corps de forme quelconque: on suspend l’objet par différents points de fixation. A chaque fois on note la verticale donnée par le fil à plomb. Le centre de gravité se trouve ensuite à l’intersection d’au moins deux de ces droites.
  • Parallélépipède rectangle déformable dont le centre de gravité est marqué et la force poids qui s’exerce en ce point, matérialisée par un petit pendule. On montre ensuite la notion d’équilibre en déformant latéralement le corps.
  • Figurine en fil de fer reposant sur un socle, montrant la notion d’équilibre stable.
  • Jeux de deux objets constitués d’une tige, d’une masse et d’un socle dont les dimensions sont différentes pour illustrer la notion de stabilité d’un équilibre.
  • Longue tige avec une petite masse à tenir sur le doigt pour illustrer la notion d’équilibre instable.
  • Deux tubes bleus dont la répartition de la masse à l’intérieur est différente. Un des tubes a une masse plus importante à ses deux extrémités et l’autre plutôt au centre. Différentes utilisations possibles.
  • Brique blanche élastique dont le centre de gravité est marqué par une petite LED rouge qu’on peut allumer. Après avoir fait une semi-obscurité dans la salle, lancer la brique à un élève en la faisant tourner sur-elle-même. Ceci permet de montrer que le mouvement général d’un corps solide peut se décomposer en une translation du centre de gravité et une rotation du corps autour de ce centre de gravité.
  • Double mètre avec couteau pour montrer un exemple intriguant d’équilibre.
  • Planche avec contrepoids.
Manipulations

Toutes les manipulations sont simples, sauf pour le mètre et le couteau: pour cette expérience, ouvrir totalement le mètre, puis le plier à angle droit au milieu, recourber ensuite les deux derniers segments de chaque extrémité à nouveau à angle droit dans l’autre sens que le pli du milieu. Insérer l’extrémité de la lame du couteau dans le pli du milieu du mètre, puis déposer le tout en posant l’extrémité du manche du couteau sur le coin du chariot. Faire attention que l’ensemble soit bien symétrique. A l’équilibre, le mètre est entièrement à l’extérieur du chariot et ne tient que grâce à l’extrémité du couteau en contact avec la table (voir photos).

Liste du matériel
  • Statif avec embout pour la fixation des corps de différentes formes
  • Différentes formes en métal, en plastique, Suisse en carton,…
  • Parallélépipède rectangle déformable en bois et métal
  • Différentes figurines en fil de fer
  • Jeux de deux objets constitués d’une tige, d’une masse et d’un socle en plastique
  • Longue tige en métal avec masse
  • Deux tubes bleus identiques extérieurement
  • Brique blanche en éponge avec led
  • Planche avec contrepoids.