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 ?)

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

Marvin (Mais que fait Julien sur la photo ?)

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Masse supportée : 1,5Kg.

Julien (cette fois, c’est son groupe), Christophe et Lionel

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La chose… Masse supportée : 1kg

Bien joué les gars !