Leviers du premier genre et positions d’équilibre
Cette expérience a pour but d’étudier les leviers de première classe dont le point d’appui se situe entre la force motrice et la charge de résistance.
Ce que les élèves apprennent
- Étudier les leviers de première classe
- Comprendre et vérifier l’équilibre d’une balance
Les fondements scientifiques de cette expérience
Un levier de première classe est un levier dont le point d’appui est situé entre l’effort d’entrée et la charge de sortie. Lors de son fonctionnement, une force est appliquée (par traction ou poussée) sur une partie de la barre, ce qui fait basculer le levier autour du point d’appui, venant ainsi à bout de la force de résistance exercée du côté opposé. Le point d’appui peut se situer au centre du levier, comme sur une balançoire, ou en tout point entre l’effort et la charge. Il soutient ainsi le bras d’effort et la charge.
On dit que cette machine simple n’offre aucun avantage mécanique si les bras du levier ont la même longueur. Si la longueur du bras d’application est supérieure à celle du bras de résistance, on a alors une machine simple présentant un avantage mécanique.
Lorsque l’on parle de leviers, il faut aborder la notion de moment d’une force.
Matériel utilisé
- Masses cylindriques avec crochet (50, 25, 10 g) — MEC-018, MEC-019, MEC-020
- Tige à levier perforée avec une paire de cylindres filetés — MEC-036
- Tige à tige filetée M3, diamètre 8 mm, longueur 70 mm — MEC-041
- Crochets en « S », longueur 30 mm — MEC-032
- Tige de support multifonction, extrémités arrondies, perforée, longueur 350 mm — MEC-052
À quoi s’attendre
Voici un exemple illustrant comment traiter les données expérimentales. Comme vous pouvez facilement le constater en réalisant cette expérience, les forces s’annulent mutuellement à l’équilibre.
Réalisez cette expérience dans votre classe
Cette expérience s'inscrit dans le cadre d'ATP Volta, un laboratoire scientifique mobile autonome qui transforme une salle de classe ordinaire en véritable laboratoire dédié aux STEM, proposant plus de 200 expériences en physique, chimie, biologie, robotique et ingénierie. « Gali », le tuteur basé sur l'IA intégré à ATP Connect, guide les élèves à chaque étape et répond à leurs questions directement au poste de travail.
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