Projet physique : le tas de sable

Résumé du document

Le sable tire son nom du latin subulum. C'est une roche sédimentaire meuble consistant en un assemblage de grains dont la taille varie entre 65,2 μm et 2mm. C'est cette granulométrie qui permet de définir plusieurs variétés de sable. Le sable est composé de quartz car il est la plupart du temps le fruit de la décomposition du granite (suite au phénomène d'érosion). Ce matériau est utilisé dans la vie courante en tant que matière première du verre, comme lest, comme protection (contre les éclats d'explosion ou les balles), dans le filtrage des liquides, la protection des côtes.... Il rentre également dans la composition du béton (...)

Extraits

[...] –l'imprécision des photos car si elles ne sont pas prises à l'exacte horizontal du tas de sable l'angle change. –l'imprécision du tas de sable, celui-ci n'étant pas parfait III- Etude de la statique A-Étude du tas comme un tout y a sur le tas 2 forces qui s'exercent : son poids P la réaction du support R 5 NOM Prénom Physique expérimentale L1 SPI 1 D'après le Principe Fondamentale Statique : (On notera vecteur les lettres soulignées en rouge) P+R=0 Donc P = Et P = R P et R étant des vecteurs nous choisissons de faire partir leur origine du même point. [...]

[...] Ainsi, tant que C est compris dans la parabole, on peut continuer à verser la sable, il ne s'écoulera pas hors de la plaque. Soit a2 la moitié de a2 est l'angle formé entre la hauteur et le côté du cône. On modélise la situation de façon simplifiée par un triangle rectangle. Il se trouve que le cône de hauteur maximale est celui dont C compris dans P est le plus grand. Mais que dire de l'angle maximal a de ce cône ? [...]

[...] But: Découvrir les propriétés principales des tas de sable en étudiant leurs formes, afin de retrouver une propriété fondamentale de la physique des matériaux granulaires, puis étudier ses conséquences en génie civil. Hypothèse de départ: Le sable est un solide (à première vue . ) mais qui a des propriétés communes aux liquides, et qui peut former des tas dont la forme et les proportions semblent toujours être les mêmes. Problème : Comment et pourquoi le tas se forme t'il d'une telle manière? Pourquoi un angle se retrouve t'il dans les pentes stables? Quel est cet angle? Finalement, le comportement du sable est-il celui d'un solide ou d'un liquide? [...]

[...] On remarque alors qu'il se forme des petits tas dans lesquels le sable bouge. Il monte par le milieu et glisse en avalanche le long de la surface des tas pour redescendre FARADAY en conclut alors que le sable ne coule pas comme un liquide, mais qu'il glisse en avalanches irrégulières. Le sable fin mouillé des châteaux d'enfance illustre aussi le comportement à mi-chemin entre solide et liquide des écoulements de matériaux complexes : faiblement mouillés la cohésion augmente, complètement saturés, ces matériaux se comportent comme un solide ou comme un liquide selon la vitesse de la sollicitation vitesse de déformation) à l'instar des boues constituées de cailloux et d'eau. [...]

[...] Comment expliquer alors que les tas de sable semblent conserver le même angle quel quelque soient le type de support ? C'est pourquoi la physique du tas de sable intervient. Il semblerait que les lois de la statique viennent compléter un modèle mathématique dont les limites sont ici évidentes. Afin de vérifier la propriété du tas de sable, nous avons effectué des expériences. Elles consistaient à faire varier un paramètre dans le but de voir si oui ou non celui-ci était responsable d'un angle remarquable. [...]