Un jouet magnétique assez courant
L'objectif de cette expérience est d'étudier comment une force d'attraction et une force de répulsion peuvent être combinées pour former une force toujours attractive.
Ce que les élèves apprennent
- Force magnétique
- Force magnétique d'attraction et de répulsion
- Cartographie magnétostatique et électrostatique
Les fondements scientifiques de cette expérience
Ce phénomène est à l'origine d'un jouet magnétique assez courant. Il est largement connu en dehors du domaine de la physique ; beaucoup seraient même capables d'en donner une explication du type : « les pôles identiques se repoussent, les pôles opposés s'attirent ». En collant des aimants en barre les uns aux autres (de manière linéaire) et/ou en utilisant des billes de roulement comme « articulations » (permettant ainsi une gamme d’angles entre deux aimants), on peut construire toute une variété de structures. Quel est le motif structurel de base de ce kit de jouet, à savoir un aimant en barre avec une bille de roulement en acier collée sur l’un de ses pôles ?
On peut supposer que, lorsqu’un deuxième aimant se trouve suffisamment loin, l’ensemble « aimant et roulement » ressemblerait à un autre aimant en barre, de sorte que lorsque des pôles de même signe se font face, il en résulte une répulsion. En revanche, le bon fonctionnement du jouet repose sur le fait qu’un deuxième aimant en barre soit effectivement attiré vers le roulement, quelle que soit la polarité relative des pôles se faisant face de part et d’autre de la bille d’acier. Cela suggère que l’interaction devrait passer de répulsive à attractive lorsqu’un aimant en barre « nu » s’approche de face de l’ensemble aimant-roulement, les pôles de même signe se faisant face (de part et d’autre de la bille d’acier). C’est effectivement ce qui a été observé.
Matériel utilisé
- Aimants en barre avec boîtier en plastique — 4611.40
Produits chimiques et réactifs
Consignes de sécurité
Questions destinées aux élèves
- Qu'est-ce qu'un aimant ?
- Que se passe-t-il lorsqu'on coupe un aimant ?
À quoi s'attendre
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.
Consultez le Mobile LabContactez notre équipe