Des pailles solides comme du béton

Voilà le défi : réaliser une structure de paille de minimum 20cm de hauteur qui peut soutenir une masse importante.

Matériel autorisé : des ciseaux et rien de plus ! (Et des pailles, plein de pailles mais ça, je pensais que c’était spécifié dans le titre.)

Et c’est un vrai travail d’ingénieur ! La structure ultra-légère de paille sera capable de soutenir une masse qui peut être jusqu’à 100 fois plus élevée que la masse de la structure elle-même !

Quelques trucs et astuces :

La première chose qui vient à l’esprit, ce sont les forces de compression qui, une fois la masse sur la structure, auront tendance à écraser la construction… Eh bien ce ne sont pas ces forces les plus dangereuses ! Les contraintes traîtresses sont celles dites de « cisaillements », qui vont avoir tendance à faire replier la structure sur elle-même comme ceci :

Il faut donc prévoir des traverses diagonales au sein de la structure pour contre-carrer l’effet de ces contraintes de cisaillement :

Autre astuce, ne pas oublier de répartir les contraintes sur plusieurs points en vertu de la loi de Pascal (Blaise de son petit nom),

P=F/S

(avec P pour la pression, F pour la Force et S pour la surface)

Ce qui diminuera les contraintes de compression sur les points d’appui de la structure de pailles :

Comment s’organise le travail :

Une première séance d’essais libres

Une deuxième séance d’essais dirigés : les élèves expriment leurs difficultés et le prof tente de trouver une solution avec eux ; réalisation d’un plan de la future structure.

La troisième séance sera une évaluation fictive et dernières mises au point.

Quatrième séance : évaluation pour de vrai !

Grille d’évaluation :

Maximum : 20points

Structure

Points

Min 20cm

3

F cisaillement : diagonales

3

F cisaillement : min 4 branches par point d’appui

3

Efficacité

Se soutient elle-même

2

Soutient feuille A4

2

Soutient un journal de classe (300g)

3

Journal de classe supplémentaire

+3

 

Allez, place aux structures des élèves :

Micha et Yan. (Mais que fait Julien sur la photo ?)

wpid-IMG-20131022-WA0001.jpg

Masse de la structure : 30,2g. Masse supportée : 3Kg !

Marvin (Mais que fait Julien sur la photo ?)

Ok, ce n’est pas esthétique, c’est aléatoire… Mais ça tient !

Il y a de l’idée

La structure tient déjà toute seule, c’est déjà ça 😉

« La chose »

 

 

Bien joué les gars !

 

 

 

 

8 réflexions au sujet de « Des pailles solides comme du béton »

  1. Je trouve que c’est une très belle initiative de la part du professeur qui a organisé ce tp cela permet aux élèves d’incorporer la notion de force + masse d’un objet et que pour supporter un certain poids une structure ne doit pas seulement être basé sur les matériaux utilisés mais aussi sur la forme géométrique qu’elle doit avoir. (c’est le mécanisme de la répartition des forces comme cela a été définit par Isaac Newton, établissant une différence entre force et vitesse)

  2. Je trouve que c’est une très belle initiative de la part du professeur qui a organisé ce tp cela permet aux élèves d’incorporer la notion de force + masse d’un objet et que pour supporter un certain poids une structure ne doit pas seulement être basé sur les matériaux utilisés mais aussi sur la forme géométrique qu’elle doit avoir. (c’est le mécanisme de la répartition des forces comme cela a été définit par Isaac Newton, établissant une différence entre force et vitesse)

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