Construction d'une boussole particulière

[Agorius]

Bonjour,


J'aurais besoin d'aide svp pour construire une boussole, l'aiguille sera placée à la verticale avec un axe à l'horizontale, ce qui va permettre à l'aiguille de se balancer sur un plan vertical. Il faut que l'aiguille soit en équilibre parfait sur son axe donc pas un côté plus lourd que l'autre.

Je vous ai mis une illustration de l'objet en question.

Le support métallique sera fixé sur une planche en bois.

Mes questions sont les suivantes :

- Comment obtient-on l'aiguille, sachant qu'elle devra faire 10cm en longueur, 2cm en largeur, et 3mm d'épaisseur, et en quel matériau, parce qu'ensuite il faudra que je la magnétise avec un aimant je suppose.

- Comment obtient-on le support métallique en U pour fixer l'axe.

- Et comment faire en sorte pour que l'aiguille soit en équilibre parfait sur son axe, et avec quoi faire l'axe horizontale.


Merci beaucoup à vous.


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[Flyingbike]

et donc l'axe sera horizontal ?

la première question à se poser, c'est de savoir comment réaliser les pivots, sachant que pour cette application on recherche un minimum de frottements.

[jiherve]

bonsoir
pour quoi est ce faire ?

JR

[Gwinver]

Bonsoir.

- Comment obtient-on l'aiguille, sachant qu'elle devra faire 10cm en longueur, 2cm en largeur, et 3mm d'épaisseur, et en quel matériau, parce qu'ensuite il faudra que je la magnétise avec un aimant je suppose.

- Comment obtient-on le support métallique en U pour fixer l'axe.

- Et comment faire en sorte pour que l'aiguille soit en équilibre parfait sur son axe, et avec quoi faire l'axe horizontale.

A priori, il faut une aiguille en acier, à magnétiser avec un aimant.
Le support devra être en plastique ou métal non magnétique : aluminium ou cuivre, de même que la plaque de base (bois possible pour cette dernière partie).
Pour l'équilibre, comme déjà mentionné il faut un pivot à frottement minimum. Une possibilité est d'utiliser une pièce de section triangulaire comme pour les axes de balances Roberval.
La difficulté est probablement relative au poids de l'aiguille ce qui risque de générer des frottements.
Il y a aussi besoin d'une très grande précision pour le pivot, et aussi difficile de la passer à travers une plaque de 3 mm sur 2 cm de long. L'axe du pivot, ou l'arrête de la pièce triangulaire doit impérativement passer par le centre de gravité de l'aguille.

Pour peaufiner l'équilibre, il y a la possibilité d'enlever de la matière avec une lime.

Edit: l'image semble provenir d'un document, si tel est le cas, il pourrait être utile de le partager.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

Bonsoir à tous

… pour quoi est ce faire? …

+1

Une chose est sûre, ce n’est pas une boussole qui ne pourra jamais s’orienter au nord.

En outre, elle est lourde, avec une forte inertie.

Tout le contraire d’une boussole qui doit être très légère pour freiner le moins possible par la pointe.

Dans ce sens de montage, l’aiguille sera à l’équilibre horizontal sans le moindre champ magnétique environnant.

Elle montera ou descendra lors de présence de champ magnétique attractif ou répulsif, mais il faut éviter le contact en mode attraction.

La magnétisation s’obtient sur un acier rémanent par décharge d’un gros condensateur chimique dans la bobine contenant l’aiguille.

[invite40271050]

Ca ne sera pas une "boussole" SI elle ne peut s'aligner sur les lignes du flux magnétiques terrestre.
Tel que présenté il faut qu'elle puisse pivoter à l'horizontale. Ce n'est pas ce que représente le dessin avec
son ..."U" de fixation.
Comment sera utiliser le "systéme"...baptisé.... "boussole" si pas de possibilité de pivot à la base ?
A+

[antek]

Ce n'est pas une boussole, mais une boussole particulière. Et ça l'est !
Pour relever les direction du champs magnétique autour des pôles ?

[Agorius]

Oui c'est cela, l'axe sera horizontal et effectivement comment réaliser les pivots.

[GBo]

Ce n'est pas une boussole, mais une boussole particulière. Et ça l'est !
Pour relever les direction du champs magnétique autour des pôles ?

J'y ai pensé aussi, mais dans ce cas très exotique, comme cela a été dit, de toute façon l'aiguille ne devrait pas faire "10cm en longueur, 2cm en largeur, et 3mm d'épaisseur", ce sera beaucoup trop lourd.

[Agorius]

3mm d'épaisseur, c'est peut être un peu beaucoup, plutôt privilégier 1 ou 2mm.

[Agorius]

Je veux réaliser cette expérience, pour vérifier si l'aiguille va justement rester indifférente, donc rester à l'horizontal ou est ce qu'elle va plutôt piquer du nez en direction du centre de la Terre lorsque la boussole est dans la direction Nord-Sud et Est-Ouest dans un second temps. Je voudrais également renverser les polarités de l'aiguille pour voir ce qu'il se passe.

[GBo]

Je veux réaliser cette expérience, pour vérifier si l'aiguille va justement rester indifférente, donc rester à l'horizontal ou est ce qu'elle va plutôt piquer du nez en direction du centre de la Terre lorsque la boussole est dans la direction Nord-Sud et Est-Ouest dans un second temps. Je voudrais également renverser les polarités de l'aiguille pour voir ce qu'il se passe.

Une boussole horizontale pour hémisphère Nord a une aiguille légèrement lestée du coté sud pour rester horizontale (cf Wikipedia).
Sans ce lestage l'aiguille aurait bien un léger angle à nos latitudes mais ton plan de proto ne peut pas marcher, tu n'as qu'un degré de liberté, l'"aiguille" va bloquer si elle n'est pas parfaitement alignée vers le nord magnétique. A repenser complètement.

[Agorius]

Je pense qu'elle va montrer le Nord vers le bas. Oui, on compense en limant le côté Sud sur une boussole horizontale mais dans cette boussole, est ce un argument si un des côtés reste toujours plus "lourd" en apparence ?

[GBo]

Je pense qu'elle va montrer le Nord vers le bas.

A condition qu'elle soit déjà alignée sur le bon plan vertical sinon ça s'arcboutera, il te faut donc revoir ton idée de proto en rajoutant un axe par exemple.

Oui, on compense en limant le côté Sud sur une boussole horizontale mais dans cette boussole, est ce un argument si un des côtés reste toujours plus "lourd" en apparence ?

Non c'est le contraire, une boussole pour hémisphère Nord a une aiguille légèrement lestée du coté qui pointe vers le Sud, pour éviter qu'elle ne plonge coté Nord, le tout reste de ce fait horizontal.

[Agorius]

Oui tu as raison, le pôle Nord est toujours plus lourd parce que le pôle Nord de l'aiguille qui indique le Sud de la Terre est repoussé par le pôle Nord de la Terre et donc il faut un surpoids pour la maintenir à l'horizontale.

Rajouter un axe me semble pas nécessaire, ce qu'il faut, c'est l'axe qui doit bien être parfaitement horizontal.

[GBo]

Pourtant les précédents inventeurs (car tu te doutes qu'il y a eu des précédents...) ont mis un socle avec un axe vertical:

"The Dip Needle"
https://physics.kenyon.edu/EarlyAppa...ip_Needle.html

The Dip Needle is a compass pivoted to move in the plane containing the magnetic field vector of the earth. It will then show the angle which the magnetic field makes with the vertical.

[Agorius]

Intéressant merci pour ce lien, si l'aiguille est mise à l'horizontale avec son axe vertical, on obtient une boussole classique, moi ce qui m'intéresse, c'est l'aiguille placée à la verticale lorsque son axe est horizontale.

[Agorius]

Je viens de comprendre ce que tu veux me dire, mais cela ne sera pas nécessaire, j'orienterais la boussole avec ma main dans les différentes directions.

[GBo]

Intéressant merci pour ce lien, si l'aiguille est mise à l'horizontale avec son axe vertical, on obtient une boussole classique, moi ce qui m'intéresse, c'est l'aiguille placée à la verticale lorsque son axe est horizontale.

L'axe vertical sert à aligner le cadre vertical exactement dans le plan Nord-Sud (à l'aide d'une boussole classique par exemple), sinon ça ne marche pas.



Source de l'image : https://physics.kenyon.edu/EarlyAppa...ip_Needle.html

[Agorius]

Que fera l'aiguille dans la direction Est-Ouest ?

[GBo]

J'ai déjà donné mon avis là dessus, à toi d'expérimenter

[Agorius]

Logiquement, dans la direction Est-Ouest, l'aiguille devrait être incapable de montrer le Nord. Elle devrait donc être indifférente, horizontale puisque le poids est égal de chaque côté.

[antek]

Dans le plan est-ouest un moment transverse risque de bloquer l'aiguille.

[Agorius]

c'est à dire ?, j'ai pas compris.

[titijoy3]

à part de chercher à remettre en question ce qui fonctionne depuis des siècle, je ne vois pas l'intérêt de ce montage

[Jeryko]

Bonjour,

Logiquement, dans la direction Est-Ouest, l'aiguille devrait être incapable de montrer le Nord. Elle devrait donc être indifférente, horizontale puisque le poids est égal de chaque côté.

Indifférente : Oui
Horizontale : Non

Pourrait servir à évaluer l'hémisphère et la latitude mais sans grande précision ?

[Jeryko]

trouver le pôle magnétique ? (Pour ceux qui auraient perdu le nord )

[JeanYves56]

bjr
on se demande pourquoi le compas de navigation a ete inventé !

[Gyrocompas]

Bonjour,
Je ne comprends pas trop l'objectif poursuivi.
L'aiguille tentera de se positionner en fonction de la résultante des forces présentes, dont le champ magnétique terrestre variable et selon les axes possibles.

Un seul instrument est capable de donner le nord géographique c'est...le gyrocompas qui s'aligne sur l'axe de rotation de la grosse boule.

[GBo]

à part de chercher à remettre en question ce qui fonctionne depuis des siècle, je ne vois pas l'intérêt de ce montage

Ce n'est pas une remise en question, il a dit qu'il voulait mesurer l'inclinaison des lignes de champ magnétique terrestre à l'endroit de la mesure, ce que ne sait pas faire une boussole de table qui a été pipée pour contrer cette inclinaison justement, pour la rendre plus pratique. Il réinvente, certes maladroitement mais l'idée est là, un outil de mesure qui a existé sous le nom de boussole d'inclinaison ("dip needle" en anglais, voir le lien que j'ai donné 2 fois déjà...) et qu'on trouve dans des musées:

https://musee-sismologie.unistra.fr/...-dinclinaison/

La boussole d'inclinaison est constituée d'une aiguille aimantée mobile autour d'un axe de rotation horizontal passant par son centre de gravité et perpendiculaire à son moment magnétique matérialisé par la ligne des pointes de l'aiguille. Si l'axe de rotation est perpendiculaire au plan méridien magnétique, l'aiguille aligne son moment suivant la direction du champ magnétique terrestre F. Les extrémités de l'axe de rotation de l'aiguille roulent sur deux plans d'agate situés dans un même plan horizontal. Pour mesurer l'inclinaison on repère la position des extrémités de l'aiguille sur le cercle gradué vertical de l'appareil. Le cercle vertical est normal à l'axe de rotation de l'aiguille. La ligne des graduations 0 - 180° est rendue horizontale lors du nivellement de l'appareil.
Le défaut principal de ce type d'instrument vient de l'impossibilité de réaliser un axe pivot parfaitement cylindrique de sorte que l'aiguille tend à avoir des positions d'équilibre privilégiées. Deux appareils identiques peuvent donner en un même lieu et même instant des valeurs de I différant de deux minutes d'arc.