problème de physique simple ... pour les initiés ;-)

le cas d'une masse sur une charette un peu speciale

a marqué ce sujet comme résolu.
Auteur du sujet

Bonjour à tous,

je suis nouveau et j’ai un petit problème à vous soumettre. J’ai fait des sciences il y a bien longtemps mais j’ai oublié pas mal de choses. :) je suis en train de réaliser une charrette avec un mécanisme pour un spectacle de théâtre. je vous ai fait un petit schéma ;) |

La charrette a 2 roues d’un coté et 2 bras à 45° de l’autre. Les bras sont solidaires à une charnière et à un axe horizontal avec un électro-aimant (partie verte sur mon schéma). L’électro-aimant à une force de 500 kg et est à 30 cm de l’axe. La charrette fait 120 cm de long et les bras +/- 1m de long.

Je voudrais savoir à partir de quelle masse l’électro-aimant va lâcher si on imagine qu’on la pose au niveau de la charnière.

j’aimerais aussi savoir quelle serait cette masse si on réduit l’angle des bras (du coup je les recouperai pour maintenir l’horizontale à 70cm), par exemple en passant de 45°à la verticale à 22,5°.

Merci pour votre aide.

Sebastien

Édité par babassorhum

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Staff

Coucou ^^

Je t’invite à lire ce billet. Il y a un partie sur comment poster une image. Un simple glisser/déposer de ton image devrait suffire.

Je déplace également ton sujet dans la bonne section.

Bonne journée. \o

ache.one                 🦹         👾                                🦊

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Salut,

Je n’arrive pas à comprendre parfaitement ton histoire d’électro-aimant. Les bras sont attachés au corps de la charrette avec l’électro-aimant, c’est ça ? Autrement dit, l’assemblage jaune et l’assemblage jaune sont attachés seulement avec l’électroaimant ? Tu sais comment c’est attaché en détail ? Parce que sur le schéma c’est pas ultra clair pour moi. Et est-ce que ça frotte ou ça glisse au bout des bras par terre ?

Mais sinon, ça ne serait pas plus simple de simplement faire l’expérience ?

Édité par Aabu

+2 -0

Salut,

(+1 pour la question d’Aabu)

On peut faire les calculs pour savoir quand l’assemblage lâche, mais je pense qu’il nous faudrait un peu plus d’informations :

  • comment est placé l’électroaimant (question plussoyée) ?
  • quelles sont les masses des différentes parties de la charrette, et à quoi ressemblent-elles précisément ? (il faudrait les prendre en compte dans le calcul)

J’imagine que si on avait une photo du dispositif, ça nous aiderait un peu à comprendre, pourrais-tu en poster une ?

Auteur du sujet

merci beaucoup pour votre retour.

l’électroaimant est rectangulaire (électroaimant de porte), est placé sur le cadre (partie jaune) et est dirigé vers le sol. Son noyau en acier lequel il vient se coller est lui fixé sur la partie mobile (partie verte). Pour simplifier mon schéma, j’ai considéré que l’électro-aimant est un point et n’a pas d’épaisseur. Je ne dois pas avoir un calcul hyper précis au gramme près, :) plus un ordre de grandeur. On peut aussi considérer que ma charrette à un poids négligeable.

J’ai une photo du travail en cours mais pas de photo sous la main du travail fini (J’ai une vidéo mais pas de photo). Sur la photo vous voyez Le noyau en fer doux (il y en a 2 car en réalité il y a un second electroaimant pour bloquer le mécanisme dans une autre position, on ne doit pas en tenir compte dans le présent cas), l’axe et le chassis sur lequel par la suite j’ai fixé l’électroaimant "tête vers le sol"

Tout fonctionne bien mais les comédiens, font une action violente qui fait lâcher l’électro-aimant. Je voudrais plutôt que doubler l’électro-aimant, diminuer l’angle de 45°à 22,5° voir 10°. Ce sont des clowns et ils jouent à ce que la structure cède "comme par magie".

Je n’arrive pas à traduire mon problème en équation mathématique (avec les histoires de sinus/cosinus etc.). je sais que c’est du basique mais mes cours sont loin et j’aime bien comprendre à fond. :)

J’espère que je suis plus clair pour vous, sinon j’irai vous faire des photos à mon atelier.

Merci merci!

Édité par babassorhum

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Rebonjour,

Avec les nouveaux détails que tu donnes, je pense que le plus simple sera de doubler l’aimant et de regarder si cela résiste en conditions réelles.

Ce qui me fait dire ça, c’est que tu parles d' « actions violentes ». Physiquement, c’est assez différent de juste une masse. Tu peux vraiment avoir de grandes forces qui s’exercent, et qui sont très dures à estimer correctement, et impliqueraient probablement des calculs et des expériences en plus pour estimer certains paramètres. Faire juste l’expérience en conditions réelles est plus simple.

L’exemple typique de ça, c’est quand on saute sur un lit et qu’on fait sauter une latte du sommier. En temps normal le lit supporte facilement une centaine de kilo, mais un enfant énergique peut suffire à déloger une latte.

Ceci dit, plus de photos seraient les bienvenues pour vraiment comprendre le système d’attache et la structure en particulier au niveau des fixations. Si tu sais faire un schéma bien détaillé ça devrait aussi pouvoir le faire (mais faire plein de photos est sûrement aussi simple :D). Là, j’ai toujours du mal à comprendre le détail de la géométrie autour de la charnière, et c’est là que tout se joue.

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Auteur du sujet

oki, je ferai des photos supplémentaires.

les comédiens préfèrent cette solution de modifier l’angle plutôt que de doubler l’aimant car ça pèsera encore plus lourd (5kg par aimant) et aussi cela mettra trop de force dans les bras qui risqueront de se tordre. Je pense que réduire l’angle de 45°va fortement diminuer les tensions. dans la structure.

merci

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Salut,

Je pense que réduire l’angle de 45°va fortement diminuer les tensions. dans la structure.

C’est vraiment pas simple à dire juste comme ça. Ça dépend de la géométrie de la charnière, des coefficients élastiques (voire des caractéristiques plastiques comme on parle de chocs violents) des différents composants, et des frictions statiques et dynamiques de l’ensemble (notamment là où la poutre touche le sol).

Bref, tu mets dans ton titre que c’est un problème simple, mais c’est en fait plutôt complexe et faire des essais est clairement la stratégie la plus efficace.

J’ai aussi du mal à comprendre en lisant le texte si tu veux rendre la structure plus facile ou plus difficile à casser. Verticaliser la partie verte va diminuer la longueur de la poutre verte et donc diminuer le couple que tu as sur la charnière.

I don’t mind that you think slowly, but I do mind that you are publishing faster. — W. Pauli

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