Thème 7Les structures stables

Sciences 7Mme Adèle

Le centre de gravité

• Les structures hautes et étroites sont instables de nature. Pour en comprendre la raison, il faut d’abord apprendre ce qu’est le centre de gravité et le rôle qu’il joue dans l’équilibre des forces qui s’exercent sur une structure pour la maintenir debout.

Les cheminées de fées

• Les cheminées de fées sont des formations rocheuses qu’on trouve près de Drumheller.

• Elles sont composées de deux types de roche : le chapeau comporte de nombreuses couches minces de pierre relativement dure, et le pied est en grès friable.

Les icebergs

• Les icebergs sont formés de gigantesques morceaux de glace qui se détachent des glaciers continentaux et tombent dans l’océan.

• En moyenne, les sept huitièmes d’un iceberg se trouvent sous la surface de l’eau.

• La fonte inégale entraîne de l’instabilité, qui peut faire basculer l’iceberg.

Expérience

• équilibre• stabilité• Essayer d’équilibrer une variété d’objets dans

la classe.

Le centre de gravité

• une idée ou un concept plutôt qu’une entité physique

• un point où on peut imaginer que se concentre la masse d’un objet.

• ce concept peut nous aider à prédire si un objet sera stable lorsqu’une force externe agira sur lui

• dans un objet comme une balle ou un cube, le centre de gravité coïncide avec le centre géométrique

• dans des formes moins régulières, le centre de gravité peut être différent du centre géométrique

Le centre de masse

• Un grand nombre de physiciens préfèrent l’expression « centre de masse » car parfois, la force de gravité n’agit pas sur un objet (un vaisseau spatial).

Les lignes d’action

• Une ligne d’action montre si le centre de gravité est situé directement au-dessus de la base d’une structure.

• La ligne d’action est une ligne verticale qui va directement du centre de gravité au sol.

• Si la ligne d’action tombe à l’extérieur de la base, la base agira comme pivot et la structure se comportera comme un levier instable. Elle tournera sur elle-même jusqu’à ce qu’elle touche le sol.

• La tour penchée de Pise risque faire une rotation sur elle-même.

Les types de symétrie

• la symétrie bilatérale• la symétrie radiale

Des fondations solides

• De nombreuses forces agissant sur la Terre peuvent causer le soulèvement ou l’effondrement de structures.

• Facteurs: les climats froids, le type de sol, les zones de désastres naturels, etc.

Des piliers

• On recours souvent à des piliers pour construire sur une base rocheuse.

• On se sert de mâts de battage pour enfoncer les piliers d’acier dans le sol et les asseoir sur la base rocheuse.

• Le centre de la ville de Venise est construite sur une « forêt » de piliers enfoncés dans le sol, sous la surface de l’eau. Cependant, Venise s’enfonce.

Les stratégies pour construire des fondations solides

• creuser jusqu’à une base solide (la base rocheuse)

• compacter le sol afin d’obtenir une base solide (compactage)

• répartir la charge sur une grande surface à l’aide de pieux ou de semelles

Les systèmes de fondations

• Les sous-sols• Les vides sanitaires• Les dalles

La dalle de béton

Le sous-sol

Les vides sanitaire