Fiche de manipulation Professeur
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Physique |
Electromagnétisme |
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Expérience |
Mise en évidence de la
loi de Lenz |
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Matériel |
Réactifs |
- Un aimant
cylindrique
- Un tube cylindrique en aluminium percé de trous sur le côté
- Un support,
une noix de serrage et une pince |
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Précautions |
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Aucune |
Manipulation
: Laisser tomber l'aimant dans le tube, il est freiné dans sa chute.
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Explication :
L’aimant devrait tomber plus
rapidement sous l’action de son poids. Mais il subit une force verticale
dirigée vers le haut dite "force de Laplace" (Pierre-Simon
Laplace, physicien français 1749 - 1827) qui s’oppose à
l’action de la gravité.
| Comment cette force de Laplace
est-elle créée ? A chaque instant le champ magnétique de l'aimant
qui passe puis disparaît devant chaque "partie" du tube métallique
crée une variation de flux magnétique dans le tube.
Celle-ci génère des courants électriques dit "courants
de Foucault" ( Léon Foucault, physicien français
1819-1868). Enfin, ces courants en application de la loi de
Lenz (Heinrich Friedrich Emil Lenz, physicien allemand 1804
- 1865.) sont à l'origine des forces de Laplace.
Remarque :
si la vitesse de l'aimant augmente, les forces de Laplace
augmentent et freinent donc l'aimant. L'aimant ralentit alors, donc
les forces de Laplace diminuent et l'aimant accélère. Si l'aimant
accélère, sa vitesse augmente et si la vitesse de l'aimant augmente
………
Rapidement un équilibre se crée et la vitesse de l'aimant se
stabilise à une valeur constante. Ce que l'on observe bien sur le
film.
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Observation :
Nous écrire à propos de cette manipulation
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