]> 2026-05-14T01:53:46+02:00 Poutres en spaghettis 0 fr Si on organise un concours, il faut fixer des règles équitables: - fixer la taille de la section de la poutre - donner le même nombre de spaghettis à tous - interdire de renforcer les spaghettis avec de la colle On ne regardera plus jamais les grues de la même façon ! Published Il s'agit de réaliser des poutres en treillis de spaghettis afin d'en expérimenter la résistance mécanique en les chargeant par un panier de billes. La poutre est encastrée à une extrémité et chargée à l'autre par un panier de billes. Technical Physics 1 hour(s) Il s'agit d'expérimenter sur les structures en treillis. Ces structures ont des propriétés mécaniques remarquables. Elles ont servi à construire la tour Eiffel, le viaduc du garabit ou la statue de la liberté. Plus couremmment, beaucoup de grues sont fabriquées selon ces principes. Ce qui est particulièrement démonstratif dans cette expérimentation avec des spaghettis, c'est de partir d'un élément très fragile, de le disposer en treilli et de sentir sous la main l'apparition de propiétés de solidité et de raideur. Cette activité de construction a été expérimentée par un groupe de collégiens qui s'étaient vraiment pris au jeu de fabriquer la poutre la plus résistante. Voici le livret succinct de l'activité: https://www.wikidebrouillard.org/images/5/53/Poutres_spaghettis.pdf En tout cas, après ces expérimentations, ils ont compris pourquoi les sections des flèches des grues sont toujours orientées de la même façon.... Attribution (CC-BY) Poutres_en_spaghettis_P1020885.JPG Test poutre.mp4 <br/> Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience. * Un paquet de spaghettis (n°3 de panzani) * un pistolet à colle chaude * du contreplaqué pour faire les flancs entre lesquels on construit la poutre * une scie pour découper le bois * une perceuse * quelques planches pour fabriquer le support de poutre * un sac de billes * un petit panier pour mettre les billes en bout de poutre et éprouver sa résistance * une balance de ménage pour peser les billes qui ont provoqué la rupture * une bouteille de jus de fruit de 2 litres pour tester un spaghetti en traction * quelques bouts de contreplaqué et des rondelles de grande taille pour fabriquer un banc de test de spaghettis en compression <br/> D'abord il faut construire un support en bois pour la poutre. Après il faut découper deux plaques pour les extrémités de la poutre: L'une se glisse dans le support (encastrement), l'autre, en bout de poutre, comporte un petit trou, dans lequel on peut fixer le panier de billes. <br/> Pour nos activités, on considère qu'un spaghetti peut recevoir des efforts de traction et de compression (photo 1). La traction, c'est quand on tire dessus. Un spaghetti résiste bien aux efforts de traction. Il est facile d'expérimenter avec une bouteille d'eau que l'on remplit jusqu'à ce que le spaghetti casse en traction . Il suffit de peser ensuite la charge qui a provoqué le rupture. Notez l'utilisation de deux bouchons qui évitent de casser le spaghetti par cisaillement, bien avant qu'il ne soit cassé par la traction (photo 2). La compression, c'est quand on applique deux forces aux extrémités, dans l'alignement du spaghetti. Le spaghetti résiste très mal à la compression. On voit très vite apparaître le flambage, puis la rupture. Il est facile de réaliser un banc de test en compression avec une petite balance de cuisine précise au gramme (photo 3). On en tire facilement la loi de rupture en fonction de la longueur.... Très utile pour optimiser la taille des cellules.... Bien que les spaghettis ne soient pas des éléments de construction mécanique, leurs propriétés mécaniques sont assez homogènes.... Maintenant tu peux commencer la construction de la poutre. La photo 1 montre le début: un quadrillage tracé sur les deux plaques d'extrémité peut aider pour obtenir une construction régulière et contrôlée. De même la photo 2 suggère de tracer des repères sur les spaghettis afin de réaliser des cellules de taille contrôlée. La construction de la poutre demande beaucoup de délicatesse, surtout au début, lors de la fixation des premiers spaghettis.... car un spaghetti solitaire est très fragile ! On peut d'ailleurs s'aider de petits outils de maintien que chacun se développera si besoin... Ce n'est que lorsque l'on a commencé à poser les croisillons de cellules que la main commence à ressentir la raideur de la construction. C'est une sensation très rassurante ! Sur la photo 3, on est encore à un stade fragile. Les 4 cellules n'ont pas encore de croisillon.... Sur la photo 3, la présence des croisillons a apporté une sensation de raideur et de solidité. Profitons également de voir sur ces photos que - les points de colle entre spaghettis sont petits - les points de colle pour l'accroche sur les deux plaques de bois sont plus gros Une fois la poutre terminée, accroche ton panier dans le trou de la plaque au bout de la poutre. Et maintenant tu peux commencer à remplir, bille après bille, ton panier. Continue jusqu'à ce que ta poutre casse. <br/> Sur la photo 1 prise juste avant la rupture de la poutre, on voit bien les spaghettis qui travaillent en traction et ceux qui travaillent en compression... - Où sont-ils situés ? - Comment varie la résistance au flambage en fonction de la longueur ? - Faut-il faire varier la longueur des cellules en fonction de leur position ? La photo 2 montre le panier de billes tel qu'il a été chargé juste au moment de la rupture. Il suffit de peser le panier pour connaître précisément la charge qui a provoqué la rupture. Tu peux maintenant varier la taille et la répartition des cellules. Les paramètres qui influencent la rupture: - la section de la poutre. - la longueur des cellules - l'orientation de la section ( faut-il 2 spaghettis en bas ou en haut ?) Réunir le matériel préparer le matériel tester le materiel mettre en place l'expérience Réaliser la manipulation Observer le résultat pour aller plus loin Spaghettis construction resistance Mp4 2022-05-19T06:39:38Z 2459718.7775232 Poutres en spaghettis 0 1 0 0 0 plainlist 1 [[:Item:Bille]] Poutres en spaghettis# QUERYb1515a5256296516f3d84ab6308638ad 0 0 plainlist 1 [[:Item:Stylo]] Poutres en spaghettis# QUERY760392efdedde808b3fbb936677e920e 0 0 plainlist 1 [[:Item:Gobelet]] Poutres en spaghettis# QUERY6b2edb867c82d11d9d82c7b3690f5c5e 0 0 plainlist 1 [[:Item:Pistolet à colle ou pistocolle]] Poutres en spaghettis# QUERYcd2a9b243348bc12c40e779a679f88ad 0 0 plainlist 1 [[:Item:Règle]] Poutres en spaghettis# QUERYb02df3c6b90d1026c77b80086333812a 0 0 plainlist 1 [[:Item:Spaghetti]] Poutres en spaghettis# QUERY83e6606dc2802260d4f436a914b1f7cb 0 0 plainlist 1 [[:Item:Balance]] Poutres en spaghettis# QUERYf6e9d451a3169db6cf68ab2615a0d008 0 0 plainlist 1 [[:Item:Bois]] Poutres en spaghettis# QUERYff14aa567b3b0218c6bbc42cb43a165a 0 0 plainlist 1 [[:Item:Bouteille plastique]] Poutres en spaghettis# QUERY4ce04b82d44391671291b7577dd48fa6 0 0 plainlist 1 [[:Item:Eau]] Poutres en spaghettis# QUERY67c3ab4b518eb099b5f21f0347b7d8df 0 0 plainlist 1 [[:Item:Fil de fer]] Poutres en spaghettis# QUERY11ee399302a97d1fa9d00b9014c51d7f 0 0 plainlist 1 [[:Item:Scie]] Poutres en spaghettis# QUERYe7742d182b1cc13e7db51650804d32f3 0 0 plainlist 1 [[:Item:Perceuse]] Poutres en spaghettis# QUERY5656895aef945b3d2fbb6b8f54251458