Tutoriel

16/03/18 fred 0 0

Mesurer l’élasticité d’une règle

Réalisation Margaux Khalil (École Estienne), Julien Bobroff et Frédéric Bouquet (Laboratoire de Physique des solides, Université Paris-Sud et CNRS). Toutes les informations et les autres projets sur opentp.fr

Niveau : Moyen

1 jour

Le but de ce projet est de mesurer le module de Young d'une règle en plastique, en mesurant sa déformation quand on appuie en son milieu.

Principe physique

Le module de Young, \( ( E ) \), caractérise la capacité qu’a un matériau à se déformer de manière réversible quand on appuie dessus. Dans le cas d’une poutre de moment quadratique \( ( I ) \), disposée sur deux supports éloignés de la distance \( ( L ) \), quand on exerce une force \( ( F ) \) en son milieu, la déformation \( ( \delta z ) \)est donnée par la formule suivante :

\[ \delta z = \frac{F L^3}{48 E I} \]

Arduino
Capteur à effet Hall
règle, rapporteur, équerre
Aimants

Matériel

Également nécessaire :

matériel de bricolage ;
des écrous (pour exercer une force sur le milieu de la règle).

Calibration de la mesure de distance

Mesurer la valeur du champ magnétique crée par l’aimant en fonction de la distance entre le capteur et l’aimant.

L’orientation du capteur de Hall est-elle importante ?

Calibration de la mesure de distance - suite

En analysant vos mesures, déterminez une équation qui permette de convertir la valeur du champ magnétique mesuré en valeur de la distance entre le capteur et l’aimant.

Dispositif expérimental

Construisez un dispositif expérimental qui vous permettra de mesurer la déformation de votre règle quand vous exercerez un force en son milieu. Pour cela, vous pourrez coller l’aimant sous la règle.

Mesure !

Utilisez votre dispositif pour obtenir une courbe déformation en fonction de la force appliquée. Pour appliquer une force , il suffit de poser des objets de masse connue au milieu de la règle (des écrous par exemple)

Analyse

Analysez vos résultats pour remonter à la valeur du module de Young.