Étape 2: de l’utilisation des techniques d’application ludique 1/2
Une des caractéristiques d’une coquille peu profonde bimétallique est qu’il peut atteindre des températures jusqu'à 40° c quand la frotte entre les doigts secs. Cette température est suffisante pour cliquez sur l’enveloppe dans son autre configuration – instable à température ambiante, dans lequel il peut rester temporairement jusqu'à ce qu’il se refroidit. Si la coque peu profonde bimétallique est ensuite placée côté concave vers le bas sur une surface dure et froide assez rapidement, il se cassera de nouveau dans la configuration stable et sauter environ 60 cm (± 1 cm). Une répétition de l’expérience avec la même disque se traduit par une variation notable en hauteur, et il peut y avoir des divergences encore plus grande entre les différents réservoirs peu profonds bimétalliques. S’il est placé sur la surface convexe côté vers le bas, le disque saute au environ de 30 cm dans l’air. Ce phénomène sera discuté plus tard.
De la mesure de la hauteur h de saut et la masse m (= 1,207 g ± 0,003 g), vous pouvez calculer l’énergie potentielle E (= m·g·h = 0.001235kg·10ms-2·0.60 m = 7.4·10-3 J). La vitesse initiale de saut peut être calculée avec
v = Sqrt(2gh) = Sqrt (2 x 10 ms-2 x 0.60 m) = 3,5 ms-1.
Résistance de l’air peut être négligée en raison de la faible vitesse, comme peut l’énergie de rotation en raison de rotations. Une expérience supplémentaire montre qu’il y a encore plus d’énergie dans le disque. Si quelques petites feuilles de métal seulement quelques millimètres carrés de taille et d’une épaisseur de 0,3 à 0,4 mm sont mis sous le centre du disque cliqué, le disque saute jusqu'à 85 cm de haut ! En utilisant cette astuce, le disque peut être accéléré le long de toute la distance du disque plié. Pour cette raison, les disques d’origine avaient une entaille d’environ 0,3 mm au centre du disque (figure 4). La question se pose de ce qui se passe à l’énergie qui ne contribue pas au saut sans les feuilles de métal. Nous ne pouvons que deviner que l’énergie est dissipée en raison des à-coups et donc collisions inélastiques sur l’impact du centre du disque sur la surface.
L’accélération initiale, qui peut être estimée de la force F = 35 N (± 5 N), nécessaire pour plier le disque est extrêmement grande. Pour déterminer cette force, le disque est posé à plat sur une surface plane, et puis le centre du disque est chargé avec des poids jusqu'à ce qu’il plie (figure 5). L’hypothèse d’une accélération uniforme se traduit par :
a = F/m = 35.823N / 1.207 10-3 = 29688 ms-2
Pour avoir une idée de la dimension, Comparez ceci avec l’accélération d’une balle, ce qui n’est plue d’une centaine de fois. La machine à Popcorn en plastique a une accélération de trente fois moins !
Avec une caméra numérique adéquate, le foyer déjà mentionnées et d’un thermomètre, vous pouvez mesurer quantitativement la flexion du disque contre la température. Le disque sur la photo a été posé à plat sur la plaque chauffante et photographié directement à partir de la face. Dans la figure 6, deux situations sont indiquées. Dans la partie inférieure, vous pouvez voir le disque de refroidissement des températures élevées avant d’atteindre le point d’accrochage inférieur. En haut, le disque est montré chauffe de basses températures après l’état du composant logiciel enfichable. Des photos comme ça, la forme du disque peut être déterminée avec une précision d’au moins 0,1 mm (figure 7). La distance que le disque est accéléré sans feuilles de métal sous le centre est environ s = 0,70 mm (figure 7). Cela sera analysée plus précisément plus tard. Avec le calcul suivant, le temps pour le processus de saut initial peut être estimé à peu près.
t = Sqrt (2 a / s) = Sqrt (2 0,0007 / 29688) = 2.172 10-4 s = 217 μs
