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Expériences pour peser un mur...

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wir...@free.fr

unread,
Oct 7, 2013, 11:42:23 AM10/7/13
to
Bonjour à tous,


J'ai tenté différentes expériences pour déterminer la masse d'un mur amovible, et mes résultats vont du simple au double. J'en déduis que j'ai probablement une erreur de facteur 2 dans mes calculs. Pourriez-vous les vérifier ?


Le problème :

Soit un mur amovible, constitué de 5 plaques indépendantes de 2,5m de haut et de 1m de large (épaisseur environ 10 cm). Ces plaques sont de nature inconnue (mélaminé + métal, apparemment), super lourdes (impossible de les soulever à deux), et suspendues à un rail par des roulements à billes. De fait, les frottements sont très très faibles, et je les néglige dans mes calculs.


Expérience n°1 : somme des forces = m.a

J'entoure mes 5 plaques d'une corde munie d'un dynamomètre, je tire avec une force quasi-constante, et un copain chronomètre le passage des plaques devant des repères espacés de 50cm (sur 2,50m en tout).
La force est réputée constante et je calcule l'accélération avec les temps obtenus.

Selon moi, m = F / a et a = 2.x(t) / t^2

Êtes-vous d'accord avec cette relation ?


Expérience n°2 : PV = nRT (mais non, je plaisante !) P = m.V

Je suppose que mes plaques ont la même masse. J'en charge une de 96kg, j'en jette une autre dessus. Les plaques avancent ensuite à la même vitesse (V'2), que je mesure sur 1,50m. La plaque incidente a également été chronométrée sur 1,50m (V1).

Selon moi, m = 96.V'2 / (V1-2.V'2)

Expérience n°2bis : si je lance la plaque incidente moins fort, les deux se séparent et vont à des vitesse différentes, que je mesure indépendamment. Dans ce cas, je détermine toujours V1 sur 1,50m, V2 = 0, je chronomètre V'1 (la plus lente) sur 0,75m à partir du choc, et V'2 sur 1,50m à partir du choc.

Et donc, toujours selon moi, m = 96.V'2 / (V1 - V'1 - V'2)

Êtes-vous d'accord avec ces formules ou y-a-t'il une erreur quelque part ?


Je vous remercie d'avance pour votre aide,
Wirenth.

Lucas Levrel

unread,
Oct 8, 2013, 3:15:26 PM10/8/13
to
Le 7 octobre 2013, wir...@free.fr a ᅵcrit :

> Selon moi, m = F / a et a = 2.x(t) / t^2
>
> ᅵtes-vous d'accord avec cette relation ?

Oui, mais il faut ᅵtre bien sᅵr que x(0)=0.

> ᅵtes-vous d'accord avec ces formules ou y-a-t'il une erreur quelque part ?

ᅵ premiᅵre vue pas d'erreur.

--
LL

val

unread,
Oct 9, 2013, 10:24:02 AM10/9/13
to
wir...@free.fr a écrit le 07/10/2013 :
> Bonjour à tous,
>
>
> J'ai tenté différentes expériences pour déterminer la masse d'un mur
> amovible, et mes résultats vont du simple au double. J'en déduis que j'ai
> probablement une erreur de facteur 2 dans mes calculs. Pourriez-vous les
> vérifier ?
>

Amusant. Si les plaques sont suffisamment mobiles sur l'axe orthogonal
à leur plan et si elles sont bien suspendues et homogènes alors tu peux
aussi tenter une troisième méthode : celle des petites oscillations du
pendule. Tu fais 2 mesures de la période, une mesure plaque seule (~2
sec de période) et l'autre avec le lest de 96 Kg (en supposant que les
deux centres de gravité ne coincident pas bien sûr). Ça te renseignera
sur le décalage du centre de gravité. T2=4pi2(l/g) + un peu de maths et
tu auras une estimation du poids.

robby

unread,
Oct 10, 2013, 2:51:16 AM10/10/13
to
Le 10/07/2013 05:42 PM, wir...@free.fr a écrit :
> J'ai tenté différentes expériences pour déterminer la masse d'un mur amovible, et mes résultats vont du simple au double. J'en déduis que j'ai probablement une erreur de facteur 2 dans mes calculs. Pourriez-vous les vérifier ?
> Le problème :
> Soit un mur amovible, constitué de 5 plaques indépendantes de 2,5m de haut et de 1m de large (épaisseur environ 10 cm). Ces plaques sont de nature inconnue (mélaminé + métal, apparemment), super lourdes (impossible de les soulever à deux), et suspendues à un rail par des roulements à billes. De fait, les frottements sont très très faibles, et je les néglige dans mes calculs.
je pense que l'erreur peut venir de là: meme faible, le frottement
rail+air est déterminant puisque la plaque décellère assez vite.
oubien alors constate tu que la vitesse est sensiblement la meme entre 2
points distants (ou sur 2 intervalles) de mesure ?

> Je suppose que mes plaques ont la même masse. J'en charge une de 96kg,
qu'entends tu par là ?

le seul contact mécanique est en haut, ou aussi en bas ?
qu'a tu comme degrés de liberté, a part la translation ?
Si tu peux faire une legere rotation autour de l'axe du rail-haut, tu
dois pouvoir mesurer au dynamometre la force (le couple) qu'il faut pour
pousser la plaque d'1cm en prenant appuis en bas. ça me semble la
methode la plus directe de mesure, par contre le pb est l'imprecision
sur la mesure du deplacement s'il est petit.


--
Fabrice

Philippe

unread,
Oct 10, 2013, 3:03:03 AM10/10/13
to
Le Mon, 07 Oct 2013 08:42:23 -0700, wirenth a écrit :

> Soit un mur amovible, constitué de 5 plaques indépendantes de 2,5m de
> haut et de 1m de large (épaisseur environ 10 cm). Ces plaques sont de
> nature inconnue (mélaminé + métal, apparemment), super lourdes
> (impossible de les soulever à deux), et suspendues à un rail par des
> roulements à billes. De fait, les frottements sont très très faibles, et
> je les néglige dans mes calculs.

Un levier avec point d'appui façon balance romaine inversée?
Il faut une forme qui permette de passer sous la cloison coulissante un
rond en acier et de poids posés de l'autre coté.
Une autre solution: pied de biche et peson pour mesurer l'effort qui
permet de lever cette cloison.

Avec une densité moyenne de 1 (bois plus métal) c'est déjà 250kg, ton
truc. Seulement en bois, a 0,6 de densité tu es a 150kg d'ordre de
grandeur.
Il n'y a pas de surprise, a deux et a la main, c'est pas facile.



--
http://www.youtube.com/watch?v=Mq-LpAKuhDs
Philippe Vessaire Ò¿Ó¬

Christophe Dang Ngoc Chan

unread,
Oct 12, 2013, 8:34:31 AM10/12/13
to
Le 07/10/13 17:42, wir...@free.fr a écrit :
> et suspendues à un rail par des roulements à billes.

?!

Un roulement à billes permet un guidage en rotation, pas en translation.

Gallets (qui eux peuvent avoir un roulement) ?
Glissière à bille (peu probable vu le prix) ?

--
Christophe Dang Ngoc Chan

Philippe

unread,
Oct 12, 2013, 10:20:00 AM10/12/13
to
Le Sat, 12 Oct 2013 14:34:31 +0200, Christophe Dang Ngoc Chan a écrit :

>> et suspendues à un rail par des roulements à billes.
>
> ?!
>
> Un roulement à billes permet un guidage en rotation, pas en translation.
>
> Gallets (qui eux peuvent avoir un roulement) ?
Les galets peuvent être de simples roulement... et ça marche.


> Glissière à bille (peu probable vu le prix) ?
les glissières de tiroir avec leurs tôles embouties ont quelque fois des
billes, ce sont donc des glissières a billes mais rien a voir avec les
glissières sur rails en 100C6 qui ont le niveau de qualité des roulements
du même nom.

wir...@free.fr

unread,
Oct 16, 2013, 10:53:38 AM10/16/13
to
Bonjour,


Je vais apporter quelques précisions. Les plaques sont suspendues à un rail et elles peuvent tourner sur elles-mêmes. Donc les degrés de liberté sont (dans un référentiel où x est dans la direction du rail et z dans le plan vertical) :
- translation en x,
- rotation complète autour de z,
- rotation de quelques degrés autour de x et y (quoique cela n'est pas prévu pour).

On ne voit pas le mécanisme au niveau du rail, mais les frottements sont très faibles. Dès qu'une plaque est en mouvement, elle ralentit très peu au cours de sa translation.

Lucas L. confirme mes formules pour la première méthode ; celles des méthodes 2 et 2 bis sont-elles également correctes ?
Et question subsidiaire : si l'on tient compte des frottements (de manière qualitative seulement), est-ce que je dois trouver une masse supérieure ou inférieure à la masse théorique ?

Merci d'avance,
(et vive la science !)

Lucas Levrel

unread,
Oct 16, 2013, 2:43:45 PM10/16/13
to
Le 16 octobre 2013, wir...@free.fr a écrit :

> Lucas L. confirme mes formules pour la première méthode ; celles des
> méthodes 2 et 2 bis sont-elles également correctes ?

Je confirmai toutes les formules. Désolé si ce ne fut pas clair.

> Et question subsidiaire : si l'on tient compte des frottements (de
> manière qualitative seulement), est-ce que je dois trouver une masse
> supérieure ou inférieure à la masse théorique ?

Dans la méthode 1, à force appliquée donnée, l'accélération obtenue est
plus faible en présence de frottements, donc F/a est plus grand et la
masse est surestimée.

Dans la méthode 2, les vitesses décroissent mais la conservation est
écrite au moment du choc. Donc les vitesses V mesurées sont supérieures à
leur valeur au moment du choc, et les vitesses V' inférieures. Donc dans
les formules, le numérateur est sous-estimé et le dénominateur surestimé,
donc m est sous-estimée.

--
LL

wir...@free.fr

unread,
Oct 18, 2013, 8:35:39 AM10/18/13
to
Trop fort !

En effet, je trouve 215 kg avec la méthode F=m.a, et 113 kg avec P=m.V. À noter que les expériences 2 et 2bis donnaient les mêmes résultats.

Pour la fin, je n'ai pas fait l'expérience n°3 proposée par val, cela paraît plus compliqué car il faut pouvoir empêcher la translation en x (et aussi parce que je maîtrise moins le calcul à faire ensuite).

Mais, comme je suis un petit peu ingénieur et pas seulement scientifique, j'ai mis en oeuvre la méthode n°4, quasi infaillible...

Soit une perceuse munie d'un forêt de diamètre 24 tournant à 900 tr/min. On y applique une force à peu près constante perpendiculaire à la plaque, dont le point d'application se trouve à 11 cm du sol et 20 cm du bord. On répète l'opération à 20 cm de l'autre bord.

Nous insérons dans les orifices ainsi obtenus deux tiges filetées de diamètre 20, qui dépassent largement de chaque côté. Nous glissons ensuite un "transpalette" sous les deux tiges filetées, et nous levons ainsi la lourde plaque.

Jusque là, direz-vous, ce n'est rien que du "gros-bill" de déménageur, du lourdeau, un manque total de finesse, oui oui !

Sauf que le transpal utilisé est équipé d'un peson et donne la masse de la charge soulevée. Résultat des courses : 182,5 kg, fin de l'expérience.


Merci en tout cas pour vos lumières, et quoi qu'il en soit, on se sera bien amusés (lancer des plaques de 182,5 kg l'une contre l'autre et les chronométrer... inoubliable !).

À bientôt pour de prochaines aventures !

Arthur

unread,
Oct 28, 2013, 7:17:07 AM10/28/13
to
Le 18/10/2013 14:35, wir...@free.fr a écrit :
> Trop fort !
>
> En effet, je trouve 215 kg avec la méthode F=m.a, et 113 kg avec P=m.V. À noter que les expériences 2 et 2bis donnaient les mêmes résultats.
>
> Pour la fin, je n'ai pas fait l'expérience n°3 proposée par val, cela paraît plus compliqué car il faut pouvoir empêcher la translation en x (et aussi parce que je maîtrise moins le calcul à faire ensuite).
>
> Mais, comme je suis un petit peu ingénieur et pas seulement scientifique, j'ai mis en oeuvre la méthode n°4, quasi infaillible...
>
> Soit une perceuse munie d'un forêt de diamètre 24 tournant à 900 tr/min. On y applique une force à peu près constante perpendiculaire à la plaque, dont le point d'application se trouve à 11 cm du sol et 20 cm du bord. On répète l'opération à 20 cm de l'autre bord.
>
> Nous insérons dans les orifices ainsi obtenus deux tiges filetées de diamètre 20, qui dépassent largement de chaque côté. Nous glissons ensuite un "transpalette" sous les deux tiges filetées, et nous levons ainsi la lourde plaque.
>
> Jusque là, direz-vous, ce n'est rien que du "gros-bill" de déménageur, du lourdeau, un manque total de finesse, oui oui !
>
> Sauf que le transpal utilisé est équipé d'un peson et donne la masse de la charge soulevée. Résultat des courses : 182,5 kg, fin de l'expérience.
>

Un peson donne le poids, pas la masse.
Mais c'est une autre histoire ...

--
Arthur

jc_lavau

unread,
Oct 28, 2013, 7:48:51 AM10/28/13
to
Le 28/10/2013 12:17, Arthur a �crit :
> Le 18/10/2013 14:35, wir...@free.fr a �crit :
>> Trop fort !
>>
>> En effet, je trouve 215 kg avec la m�thode F=m.a, et 113 kg avec
>> P=m.V. � noter que les exp�riences 2 et 2bis donnaient les m�mes
>> r�sultats.
>>
>> Pour la fin, je n'ai pas fait l'exp�rience n�3 propos�e par val, cela
>> para�t plus compliqu� car il faut pouvoir emp�cher la translation en x
>> (et aussi parce que je ma�trise moins le calcul � faire ensuite).
>>
>> Mais, comme je suis un petit peu ing�nieur et pas seulement
>> scientifique, j'ai mis en oeuvre la m�thode n�4, quasi infaillible...
>>
>> Soit une perceuse munie d'un for�t de diam�tre 24 tournant � 900
>> tr/min. On y applique une force � peu pr�s constante perpendiculaire �
>> la plaque, dont le point d'application se trouve � 11 cm du sol et 20
>> cm du bord. On r�p�te l'op�ration � 20 cm de l'autre bord.
>>
>> Nous ins�rons dans les orifices ainsi obtenus deux tiges filet�es de
>> diam�tre 20, qui d�passent largement de chaque c�t�. Nous glissons
>> ensuite un "transpalette" sous les deux tiges filet�es, et nous levons
>> ainsi la lourde plaque.
>>
>> Jusque l�, direz-vous, ce n'est rien que du "gros-bill" de d�m�nageur,
>> du lourdeau, un manque total de finesse, oui oui !
>>
>> Sauf que le transpal utilis� est �quip� d'un peson et donne la masse
>> de la charge soulev�e. R�sultat des courses : 182,5 kg, fin de
>> l'exp�rience.
>>
>
> Un peson donne le poids, pas la masse.
> Mais c'est une autre histoire ...

C'est s�r que vu la pr�cision de la m�trologie disponible, cette
rectification s'imposait, dans la plus grande urgence...

--
Syntaxe g�om�trique de la physique :
http://deonto-ethics.org/geom_syntax
"Un rond dans un rond et qui tournent pareil"

Ahmed Ouahi, Architect

unread,
Oct 28, 2013, 8:03:15 AM10/28/13
to
Tout de même y puisse-t-elle en faire trébucher tant histoire
En équation de la sorte en l'occurrence quatre B en équivaloir

Trois B plus trois y en résoudre B en avoir du poids tant unité
Où y puisse-t-on en avoir le B en équivaloir le trois en finalité

--
Ahmed Ouahi, Architect
Bonjour!


"Arthur" kirjoitti viestissä:526e47b6$0$2111$426a...@news.free.fr...
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