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Phénomène de Capstan : comprendre l'amplification de force

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Description

Cette séance de cours présente un projet sur le phénomène du cabestan en mécanique des continuums à l’EPFL, en se concentrant sur l’amplification de la force lors de l’enroulage d’une corde autour d’une tige. L'instructeur démontre comment l'augmentation de la force à une extrémité de la corde entraîne une augmentation significative de la tension à l'autre extrémité, permettant de soulever des masses lourdes avec un effort minimal. Le projet vise à explorer l’utilisation de ce phénomène pour tenir une tasse de thé sans ajouter de tension supplémentaire, en déterminant le nombre de rotations nécessaires.

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Concepts associés (11)

Mécanique des milieux continus

La mécanique des milieux continus est le domaine de la mécanique qui s’intéresse à la déformation des solides et à l’ des fluides. Ce dernier point faisant l’objet de l’article Mécanique des fluides, cet article traite donc essentiellement de la mécanique des solides déformables. Le tableau suivant indique les divers domaines couverts par la mécanique des milieux continus. Si l'on regarde la matière de « très près » (échelle nanoscopique), la matière est granulaire, faite de molécules.

Mécanique des solides déformables

La est la branche de la mécanique des milieux continus qui étudie le comportement mécanique des matériaux solides, en particulier leurs mouvements et leurs déformations sous l'action de forces, de changements de température, de changements de phase ou d'autres actions externes ou internes. Une application typique de la mécanique des solides déformables consiste à déterminer à partir d'un certaine géométrie solide d'origine et des chargements qui lui sont appliqués, si le corps répond à certaines exigences de résistance et de rigidité.

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides est un domaine de la physique consacré à l’étude du comportement des fluides (liquides, gaz et plasmas) et des forces internes associées. C’est une branche de la mécanique des milieux continus qui modélise la matière à l’aide de particules assez petites pour relever de l’analyse mathématique, mais assez grandes par rapport aux molécules pour être décrites par des fonctions continues. Elle comprend deux sous-domaines : la statique des fluides, qui est l’étude des fluides au repos, et la dynamique des fluides, qui est l’étude des fluides en mouvement.

Mécanique (science)

vignette|Gyroscope. Le gyroscope tient en équilibre sur la pointe fixe par le jeu des forces mécaniques (en particulier le couple de rappel) engendrées par la rotation rapide du disque au centre. La mécanique (du grec ancien , « l'art mécanique ») est une branche de la physique dont l'objet est l'étude du mouvement, des déformations ou des états d'équilibre des systèmes physiques. Cette science vise ainsi à décrire les mouvements de différentes sortes de corps, depuis les particules subatomiques avec la mécanique quantique, jusqu'aux galaxies avec la mécanique céleste.

Direct shear test

A direct shear test is a laboratory or field test used by geotechnical engineers to measure the shear strength properties of soil or rock material, or of discontinuities in soil or rock masses. The U.S. and U.K. standards defining how the test should be performed are ASTM D 3080, AASHTO T236 and BS 1377-7:1990, respectively. For rock the test is generally restricted to rock with (very) low shear strength. The test is, however, standard practice to establish the shear strength properties of discontinuities in rock.

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Séances de cours associées (64)

Géomécanique: Présentation du cours

Introduit l'étude de la géomécanique, couvrant le comportement des sols, des roches et du béton dans les applications de génie civil.

Introduction à la mécanique du continuum

Couvre les bases de la mécanique continuelle, y compris l'analyse vectorielle et tensorielle, la cinématique et la mécanique des fluides.

Critères de résistance et de défaillance du revêtement du sol

Explique les critères de défaillance Von Mises, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb et Cam-Clay en mécanique du sol.

Sols insaturés : rétention d'eau et comportement mécanique

Explore le comportement insaturé du sol, en mettant l'accent sur la rétention d'eau et les propriétés mécaniques.

Introduction à la mécanique du continuum

Couvre l'échelle, la modélisation mathématique, la notation tensor et les exercices Python dans les cahiers Jupyter.

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