Mesure de la force d'attraction d'un aimant sur l'acier
Résumé:
On mesure la force d'attraction d'un aimant sur un objet en acier, par la mesure d'une diminution apparente d'une masse, en fonction de la distance entre l'objet et l'aimant.
On modélise ensuite cette force d'attraction par une loi en 1/r3.
Matériel:
• balance de laboratoire
• plateau élévateur
• socle en bois, muni à son sommet d'un objet en acier
• règle
• potence de mécanique avec deux pinces
• aimant droit
Description du montage:
On place une balance électronique sur un plateau élévateur. Sur le plateau de la balance, un socle en bois assez lourd possède à son sommet une pièce en acier.
Au dessus de ce socle, un aimant droit est fixé.
En mesurant une diminution apparente de la masse, on en déduit la force d'attraction subie par la pièce métallique à cause de l'aimant.
Principe du montage.
Exemple de montage réel.
On peut approcher ou éloigner la pièce métallique par rapport à l'aimant et mesurer la position grâce à un réglet.
Le repère est la saignée sur le carter de la balance
Exemple de mesure:
Sur le graphique suivant, un exemple de mesure (points rouges) réalisée avec le montage ci dessus.
La courbe théorique qui modélise le mieux les points expérimentaux est de la forme :
a est un facteur d'échelle, d0 est l'origine de la force d'attraction (position absolue de l'aimant)