Comment jouer à Atelier des ressorts
- Choisis un essai et lis sur la carte les ressorts et la charge.
- Décide comment les ressorts se partagent la charge : côte à côte ils la partagent, bout à bout chacun la porte entière.
- Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer. La charge descend doucement à côté d'une règle.
- Compare l'endroit où elle s'arrête avec ta ligne orange, ou le rebond avec ta période.
Comment les ressorts se combinent-ils ?
Un ressort s'allonge proportionnellement à la force qui le tire, F = k·x, et la raideur k indique combien de newtons l'allongent d'un mètre. Quand deux ressorts suspendus côte à côte tiennent ensemble une charge, ils s'allongent autant l'un que l'autre et se partagent la force, donc la paire est plus raide : k = k₁ + k₂. Quand ils sont bout à bout, chaque ressort porte toute la charge, les deux s'allongent et les allongements s'additionnent, donc la paire est plus souple : 1/k = 1/k₁ + 1/k₂, et deux ressorts identiques en font un deux fois moins raide. Couper un ressort fait l'inverse : chaque morceau a moins de spires pour se partager l'allongement, donc un demi-ressort est deux fois plus raide. Les quatre ressorts d'une voiture se partagent son poids côte à côte, un matelas utilise des centaines de ressorts côte à côte, et une longue chaîne de ressorts est souple et extensible. La raideur fixe aussi la vitesse du rebond d'une masse : T = 2π·√(m ÷ k).
Un modèle d'apprentissage ciblé
Les ressorts sont idéaux : sans masse, avec un allongement proportionnel à la force et sans frottement. Chaque ressort mesure 18 cm au repos sur le dessin, et la charge descend doucement en 2 s jusqu'à l'endroit où les ressorts portent son poids. Pour le rebond, la masse part 3 cm sous le repos et rebondit pendant 2 s. Les allongements sont à l'échelle sur la règle. Une réponse à 2 % près est juste. g = 9,8 m/s².