point d'équilibre avec une poulie

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Mécanique et Cinétique

point d'équilibre avec une poulie

fblonc@prodigy.net.mx

Bonjour,
Nous sommes entre enseignants de lycée français dans un stage de formation à Guadalajara au Mexique. Lors de la construction d'une maquette (D'après l'album de jeunesse "Plouf"), avec une poulie, a surgi le débat de savoir si deux objets de même masse suspendus à une corde de chaque côté d'une poulie, trouvent un point d'équilibre uniquement s'ils sont à la même hauteur ?
Merci
Bonne journée
Frank BLONC

Tue 16/06/15 - 10:26

Chacun des objets est suspendu à une portion de la corde qui les relie. Le poids de la corde n'est pas nul, il faut donc, pour qu'il y ait équilibre, que les deux portions, de part et d'autre de la poulie, soient égales.

mer 17/06/2015 - 12:52
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elisabeth.massot@normalesup.org

Bonjour,
Il faut que les masses des deux systèmes placés de part et d'autre de la poulie soient les mêmes (1 système = l'objet suspendu + le bout de corde auquel il est attaché).
Si les masses des objets suspendues sont identiques, il faut que les masses de corde soient aussi identiques, donc que les cordes soient de même longueur (si la corde n'est pas plus grosse à un endroit qu'à un autre...)
Si les masses des objets suspendus sont identiques mais que les longueurs de cordes sont différentes, le système le plus lourd descendra, c'est-à-dire celui ayant la plus grande longueur de corde.
Ceci dit, si la corde est suffisamment légère, les frottements au niveau de la poulie suffisent généralement à ce que le système reste en équilibre même pour des longueurs de corde différentes.

ps : si les objets sont de masses différentes, on peut compenser cette différence avec des longueurs de corde différentes, dans ce cas l'équilibre sera obtenu pour les deux objets à des hauteurs différentes !

mer 17/06/2015 - 13:39
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Bonjour,
Ce qui est fondamental, c'est de prendre en considération la masse de la corde comme l'ont dit les deux autres collègues. Dans la pratique, comme cela a aussi été dit, la masse de la corde est souvent négligeable devant les masses des objets suspendu et l'équilibre de deux poids différents est alors obtenu pour des hauteurs différentes. Ceci est très important à vérifier concrètement car la conception "équilibre = même hauteur" est très répandue chez les élèves de tous niveaux et ne s'appuie pas sur ces considérations de masse de longueurs de corde différentes. C'est une conception qui est de plus très souvent renforcée par d'autres situations comme celle de la balance (de Roberval) et transférée à d'autres phénomènes comme l'ont montré des travaux de recherche très récents.
Michaël

mer 17/06/2015 - 04:11
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