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 #1 - 01-06-2011 14:10:42

victosaurus
Habitué de Prise2Tete
Enigmes résolues : 5
Messages : 40

eKsskikass

http://www.prise2tete.fr/upload/victosaurus-schema.jpg

On tire sur la poignée...qu'est ce qui casse?: le fil du haut ou le fil du bas?

Précisions:
1) les fils sont identiques, suffisamment solides pour soutenir une masse de 1 kg mais peuvent facilement casser sous la force d'une traction humaine (c'est typiquement du fil à coudre pour faire simple;))
2) La traction se fait vers le bas.
3) Le plafond est indestructible.
4) la masse de la poignée est négliable par rapport au reste du dispositif.

Vu le nombre réduit de possibilités, j'attends une réponse (un peu) argumentée.

Et surtout, ne restez pas sous la masse lorsque vous tirez sur la poignéebig_smile

Spoiler : [Afficher le message] En fait, ça dépend...mais de quoi?



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#0 Pub

 #2 - 01-06-2011 14:25:54

Autleaf
Passionné de Prise2Tete
Enigmes résolues : 48
Messages : 69
Lieu: Toulouse

Keskikass

C'est assez simple.

Lorsqu'on ne tire pas sur la poignée, le fil du bas n'est soumis à aucune force alors que le fil du haut subit un effort de 10 N (9.81 N pour les puristes...).

Lorsqu'on tire sur la poignée, l'effort T s'applique sur les deux fils de la même manière. Donc T Newton sur le fil du bas, et T+10 Newton sur le fil du haut.

Donc quelle que soit la traction T, le fil du haut sera toujours plus contraint que le fil du bas. Puisque les fils sont identiques, c'est le fil du haut qui cassera le premier.

 #3 - 01-06-2011 15:19:59

Franky1103
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 2705
Lieu: Luxembourg

kesskokass

Bonjour,
Si je ne tire pas encore sur la poignée, comme le poids est en équilibre, la tension du fil du haut équilibre ce poids et il n'y a aucune tension dans le fil du bas.
Quand je commence à tirer, la force de traction vient se rajouter au poids de 1kg, et comme il y a toujours équilibre, la tension du fil du haut augmente aussi de cette force de traction, qui est par ailleurs égale à la tension présente dans le fil du bas.
Donc la tension du fil du haut est toujours supérieure du poids d'1kg à la tension du fil du bas.
Conclusion: le fil du haut casse en premier.
Bonne journée.
Frank

 #4 - 01-06-2011 15:23:13

clementmarmet
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 34
Messages : 1329
Lieu: I'm in spaaaace!!

kesqkikass

c pour le poids du corps;
C' est le fil du haut qui casse car si le fil du bas reçoit une charge de masse 'c', le fil du haut reçoit une charge de c+1 tongue


eki eki eki pa tang!!

 #5 - 01-06-2011 15:25:28

Milou_le_viking
Professionnel de Prise2Tete
Enigmes résolues : 30
Messages : 434

kesskokass

Initialement, la tension dans le fil du haut vaut mg alors qu'elle est nulle dans le fil du bas.
En exerçant une force F sur la poignée, la tension augmente d'autant sur tous le fil.
La tension dans le fil du haut est donc toujours supérieur à la tension du fil du bas de mg de sorte que la tension de rupture sera d'abord atteinte dans le fil du haut.

MUF!

 #6 - 01-06-2011 15:54:20

nono8062
Amateur de Prise2Tete
Enigmes résolues : 0
Messages : 1

Kesskiakss

le fil du as lachera en premier

 #7 - 01-06-2011 16:25:07

franck9525
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 48
Messages : 1922
Lieu: UK

Kesskiass

Le fil du haut casse le premier car il est déjà sous tension sous une tension de 9.8N


The proof of the pudding is in the eating.

 #8 - 01-06-2011 16:57:36

kelm0
Amateur de Prise2Tete
Enigmes résolues : 19
Messages : 8

Kessikass

Seul le fil haut subit des tensions de la part de la masse.
En tirant, la force de traction se réparti sur les 2 fils (en utilisant la 3eme loi de Newton sur la masse : il subit la force de la part du haut du fil bas qui le tire vers le bas et subit cette même force en haut car la masse ne bouge pas).
Le fil haut possède par conséquent un tension plus grande du fait de la masse qui le pousse vers le bas, donc c'est celui ci qui se cassera.

Tout ceci est montré si les 2 fils dont inextensibles. Sinon, aucune idée.

 #9 - 01-06-2011 17:01:23

Clydevil
Expert de Prise2Tete
Enigmes résolues : 29
Messages : 802
Lieu: Seahaven island

kesskikads

Salut,
Si on considère un comportement élastique (très faible) autour de leur état de repos alors il me semble assez clair qu'en tirant suffisamment rapidement sur la poignée le fil du bas va être celui qui casse. Car pour mettre en tension le fil du haut on devra dans un premier temps accélérer la masse intermédiaire et pour une accélération suffisamment forte on va dépasser n'importe quel valeur de tension limite du fil du bas.
Si on ne considère que l'aspect statique en revanche (montée progressive en tension extrêmement lente) alors la tension doit être la même en tout point du dispositif et donc arbitrairement n'importe lequel des deux fils cassera.

 #10 - 01-06-2011 19:25:49

irmo322
Professionnel de Prise2Tete
Enigmes résolues : 36
Messages : 198

kesskikaqs

Si je tire progressivement, en commençant doucement puis fort sur la fin, alors le fil du haut casse car il est soumis à une tension plus importante que celui du bas.

Par contre, si je tire très fort d'un coup sec, alors l'inertie de la masse de 1 kg "protège" le fil du haut et c'est le fil du bas qui prend toute la tension dans la figure et qui casse.

 #11 - 01-06-2011 19:32:40

gwen27
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 5,464E+3

kesqkikass

Comme ça je dirais le fil du haut qui  porte plus de poids et est donc soumis à plus de tension dès le départ. Le fil du bas est à vide , on peut encore tirer au moins avec une force de 1kg qui sera répartie en tension sur les deux fils.

 #12 - 01-06-2011 20:02:44

victosaurus
Habitué de Prise2Tete
Enigmes résolues : 5
Messages : 40

kesskilass

Les meilleures réponses sont de loin celles de irmo322 et Clydevil.

@ tous les autres: vos réponses ne sont pas fausses mais incomplètes car le problème est moins trivial qu'il ne parait.

 #13 - 01-06-2011 22:20:36

greg
Visiteur

Kesskkikass

Le fil du haut supporte déjà un kilo. Il cassera donc évidemment plus rapidement, car si on tire à l'équivalence de 1 kg le fil du bas, le fil du haut supportera alors lui 2kg à son point d'attache. Il atteindera donc toujours plus rapidement le seuil critique que le fil du bas. Je suppose roll

 #14 - 01-06-2011 22:53:48

gelule
Expert de Prise2Tete
Enigmes résolues : 48
Messages : 778

Kessikass

La force exercée sur le fil du haut F1 sera toujours égale à la force exercée sur le fil du bas F2 plus 10N  donc F1=F2+10
edit: Si on a les pieds sur terre bien entendu.

 #15 - 01-06-2011 23:18:00

matvgr
Amateur de Prise2Tete
Enigmes résolues : 6
Messages : 1

Keskikass

Fmasse est la force induite par le poids de la masse de 1Kg.
Ftire est la force induite par la traction sur la poignée.

Le fil du haut subit Fmasse + Ftire.
Le fil du bas subit Ftire.

C'est le fil du haut qui casse bien sûr, sur qui s'exerce une force de Fmasse + Ftire. Alors que le fil du bas ne supporte que Ftire.

 #16 - 02-06-2011 08:57:53

halloduda
Professionnel de Prise2Tete
Enigmes résolues : 24
Messages : 479
Lieu: Ardèche

kesqkikass

Ben, ça dépend :
- de la force exercée sur la poignée
- de la tension de rupture du fil.

Pour faire court, si on tire lentement mais inexorablement, c'est le fil du haut qui casse car il doit supporter le poids de la masse de 1 kg en plus de la force exercée.
Si on tire brutalement, c'est le fil du bas qui casse car c'est la différence des tensions qui donne l'accélération à la masse. Le temps qu'elle bouge, c'est cassé.

 #17 - 02-06-2011 11:58:01

nodgim
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 0
Messages : 2953

kesqkikass

On peut convertir la traction sur la poignée en poids P.
Ainsi, le fil du haut supporte P+1.
Le fil du bas  supporte P seulement, car on peut considérer l'attache supérieure du fil bas comme un plafond.
Imaginons qu'on ait une guirlande de poids successifs 1, c'est évidemment le fil du haut qui supporte le total et dernier fil en bas ne supporte que le dernier poids.

 #18 - 02-06-2011 16:53:00

pierretclaire
Amateur de Prise2Tete
Enigmes résolues : 47
Messages : 7

Keskikass

le fil du haut
il supporte la traction plus 1 kg
alors que le fil du bas ne supporte que la traction

 #19 - 02-06-2011 20:56:55

victosaurus
Habitué de Prise2Tete
Enigmes résolues : 5
Messages : 40

keqskikass

Une troisième bonne réponse pour halloduda:)

 #20 - 03-06-2011 00:15:55

victosaurus
Habitué de Prise2Tete
Enigmes résolues : 5
Messages : 40

Keskikass

J'ai ajouté un indice (un gros) pour relancer la mécanique.

 #21 - 03-06-2011 00:17:45

SHTF47
Imprnnçbl de Prs2Tt
Enigmes résolues : 39
Messages : 1629
Lieu: Autre nom du colin

keqskikass

Selon ton indice, je dirais que ça dépend... mais de quoi ??? De la traction humaine !!!

Oui, j'affirme, j'exclame même, mais j'en sais rien... big_smile


La musique est une mathématique sonore, la mathématique une musique silencieuse. [Edouard HERRIOT]

 #22 - 03-06-2011 15:33:55

bergay
Amateur de Prise2Tete
Enigmes résolues : 41
Messages : 4

Kessikass

Bonjour,
Le fil du bas casse en premier car il casse avant d'avoir eu le temps de transmettre la force (exercée sur la poignée) au fil du haut (et car sinon l'énigme serait trop évidente !)

 #23 - 03-06-2011 17:21:31

Jackv
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 34
Messages : 1998
Lieu: 94110

Kesskiksas

Si on tire progressivement, c'est le fil du haut.
Mais si on tire d'un coup sec, l'inertie de la masse fait que l'effort dans le fil du bas sera plus grand pendant quelques instants et qu'il cassera en premier.

Par contre, le conseil est bon : ne pas rester sous la masse, car le fil du haut a de fortes chances de casser aussi lol !

 #24 - 03-06-2011 23:24:36

victosaurus
Habitué de Prise2Tete
Enigmes résolues : 5
Messages : 40

Kessskikass

@ Jackv: C'est tout bon!
@ bergay: C'est à moitié bon. Curieux car tu as trouvé la moitié la plus difficile à concevoir.
@ SHTF47: ça dépend...de toi bien sûr!

 #25 - 04-06-2011 22:31:41

victosaurus
Habitué de Prise2Tete
Enigmes résolues : 5
Messages : 40

kesskokass

Merci à tout ceux qui se sont arrachés les "fils" de la tête.

La réponse en vidéo est ici: http://www.canal-u.tv/canalu/producteur … casse_t_il

On doit cette vidéo édifiante à l'équipe du SEMM de L'Université de Lille1.
Merci à eux.

 

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