Brevet FR2677156A1 — publié le 19921204

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif destiné à exercer un couple et une résultante constants , sur un solide en mouvement ou se déformant sous ces actions mécaniques Son utilisation est expérimentale a caractère pédagogique pour montrer que le modèle mathématique du torseur rend bien compte des phénomènes physiques de la statique : tat état d'équilibre d'un solide . En particulier si la résultante est nulle : il s aira de montrer que l'état d'équilibre statique est inchangé quelque soit le point d'application du couple sur le solide La figure 1 présente le schéma de principe de ce dispositif dans un plan (x;y) vertical .La poulie (1) est fixée en son centre n sur le solide dont on étudie l'état d'équilibre statique par rapport au bti (2).La poulie (3) est guidée en rotation en son centre B par rapport au coulisseau (4) mobile en translation suivant l'axe (5),horizontal de préférence, du bâti(2). Un cable (6) s'enroule sur la poulie (1) et est fixé en M. Un cable (7) s'enroule sur les poulies (3) et (1) sur laquelle il est fixé en N. Rux extrémités libres des cables on suspend des poids identiques P1. On observe alors, que si le solide se déplace dans le plan (x;y), la rotation de la poulie (3) et la translation du coulisseau (4) induisent un déplacement des poids P1 tel que le moment du couple reste constant en A pour toutes les positions du solide dont on étudie l'état d'équilibre dans (x;y) La résultante est appliquée en A par un cable (8) fixé en fi et un poids P2 suspendu a son extrémité libre s directement ou par poulie de renvoi pour en modifier la direction. Selon les modes de fabrications on adoptera néanmoins pour les liaisons mobiles des contacts roulants. Le coulisseau (4) sur qlissiére à billes ou rouleaux et le pivot entre (3) et (4) sur roulement. L'encastrement de (1) sur le solide sera démontable facilement et permettera un retournement de (1) pour inverser le sens du couple. Les dimensions seront adaptées aux proportions habituelles des appareils didactiques.La poulie (1) sera fabriquée dans un matériau très léger et rigide. La figure (2) représente dans le plan (x;y) d'étude, le solide S dans une position d'équilibre par rapport à (2) sur trois dynamomètres très flexibles D1,D2,D3. C'est un exemple de disposition décrivant un contexte d'utilisation du dispositif de la figure 1 . Le point A est le point d'application du torseur qui va provoquer un changement de position de S par rapport à (2). pendant ce déplacement le torseur restera constant et on découvrira une autre position d'équilibre. REVENDICATIONS -1) Dispositif pour exercer en un point fixe d'un solide un couple pur dont le moment reste constant pendant le déplacement de ce solide (S) selon le plan géométrique vertical(x,y) repère pour l'étude plane de son etat d'équilibre statique, ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il est constitue par, d'une part un premier cable souple (6) fixé en M et enroulé dans ce plan (x,y) sur une poulie (13 fixée par une liaison démontable sur (S9 un poids P1 étant suspendu à l'extrémité verticale libre de ce cable (6) , d'autre part un second cable souple (7) Tixe sur (i) en N diamétralement opposé à M enroulé dans le même sens que le cable(6) sur cette poulie(1) puis s'enroulant verticalement dans ie plan géométrique(x,y) sur une seconde poulie (3) placée au-des,us de la poulie (1) un poids identique à P1 étant suspendu à l'extrémité lIbre verticale de ce cable (7), cette poulie (3) étant guidée en rotation sur un axe perpendiculaire au plan(x,y) appartenant a un coulisseau(4) guidé en translation rectiligne sur une glissière(5) horizon- tale parallèle au plan vertical(x,y) et fixée sur un bâti (2) qui est le solide-référence pour l'étude statique du solide(S) dans le plan géométrique vertical(x,y). -2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il se complète par un troisième cable souple(8) se fixant au centre A de la poulie 1) un poids P2 étant suspendu a son extrémité libre - 3y Dispositif selon les revendications L et 2 caractérisé par le fait que le solide (S) étant en position d'équilibre par rapport à (2) sur des dynamomètres très flexibles la suspension des poids Pi et P2 définit mathématiquement au centre A de la poulie(1) un torseur qui provoque un changement de position de (S) , pendant le déplacement des poids Pi le moment du couple reste constant et on découvre une autre position de (S) dont on étudie l'équilibre par rapport à (2)