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Leviers de deuxième et troisième classe
Physique

Leviers de deuxième et troisième classe

Cette expérience a pour but d'analyser les leviers de deuxième et de troisième classe ; dans ce cas précis, le point d'appui est situé à l'une des extrémités de la tige.

20 à 30 min
Leviers et équilibre
levier ; effet de levier mécanique

Ce que les élèves apprennent

  • Leviers de deuxième et troisième classe

Les fondements scientifiques de cette expérience

Dans un premier temps, avant de suspendre des masses à la balance, effectuez ce qu’on appelle l’« opération de tare ». Dans la théorie générale des leviers, la balance est supposée être dépourvue de masse ; dans notre expérience quotidienne, cependant, nous devons tenir compte du poids de la balance et ajouter un contrepoids pour atteindre l’équilibre.

Cette opération revêt une importance capitale lorsqu'il est nécessaire d'utiliser des balances à bras inégaux. En effet, la différence de longueur entre les bras qui caractérise ces balances rend l'opération de tare indispensable pour mener l'expérience dans les règles de l'art.

La position d'équilibre est déterminée en ramenant à zéro la résultante des forces externes. Une fois le point d'appui du levier fixé, il suffit de mesurer les masses et leur position par rapport au pivot.

Comme la résistance se trouve entre le point d'appui et l'effort, cette configuration correspond à un levier de deuxième classe. Si l'on construisait une autre configuration, en inversant les positions de l'effort et de la résistance, on obtiendrait un levier de troisième classe.

Le jardinier utilise une brouette pour transporter ses outils et les déchets de jardin. La charge est placée au centre de la brouette.

Le pêcheur attrape le poisson, qui devient la charge située à l'extrémité du levier.

Matériel utilisé

  • Tige de diamètre 3 x longueur 72,5 avec cylindre — 4861.10-020
  • Poulie avec crochet — 4112.10
  • Tige de diamètre 10 x longueur 127 avec hameçon — 4113,53
  • Cordon inélastique en polyester — 4113.20
  • Masse cylindrique de 50, 25 et 10 g avec crochet — 4111.08-10-12
  • Tige de support multifonction, extrémités arrondies, perforée, longueur 35 mm — 5408.81-L350
  • Tige à levier percée avec une paire de cylindres filetés — 4114.13

Produits chimiques et réactifs

Consignes de sécurité

Questions destinées aux élèves

  • Quelle est la quantité de mouvement totale de la force à l'équilibre ?
  • Quelle est la signification physique de la sensibilité d'une balance ?

À quoi s'attendre

Lorsqu'un système est en équilibre, la somme des forces et des impulsions est nulle. La sensibilité d'une balance correspond à la différence de poids minimale détectée par cet instrument.

Élimination

Réalisez cette expérience dans votre classe

Cette expérience fait partie d'ATP « Mobile Lab » — un laboratoire autonome qui transforme une salle de classe ordinaire en véritable laboratoire scientifique, 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 pendant les travaux pratiques.

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