[Magnétisme] Comment expliquer cette expérience ?

[syrl]

Salutations !

J'ai reproduit, dans le cadre d'un TPE, cette expérience :
https://www.youtube.com/watch?v=lNK27WH_x8E

Seulement, je ne sais pas vraiment comment l'expliquer. Je vois deux solution, je ne sais pas laquelle est "la bonne" :

- La force de Laplace (seulement ici, ce n'est pas le fil qui bouge, car la pile et les aimants sont plus "mobiles" (inertie plus faible car moins lourds ? Fil posé au sol -> "accroché" au sol ?)
- Une opposition de champs magnétiques : les aimants vs le fil parcouru par un courant (qui crée donc un champ magnétique) ?

Ces deux explications me semblent plausibles, c'est pourquoi je vous demande votre aide...
Merci de m'aider !!
Syrl
-----

[Resartus]

C'est la seconde : les aimants ont deux fonctions : la première est de faire contact avec le cuivre, ce qui engendre un courant dans le bout de solenoide entre le + et le - de la pile. Ce solénoide va donc devenir un electroaimant.
Si le solénoide était infini, le champ magnétique créé serait constant à l'intérieur et il n'y aurait aucune force sur les aimants, mais comme il n'est pas infini, il y a un gradient de champ magnétique aux extrémités. A cause de ce gradient, il y a une attraction de l'aimant arrière vers les zones de plus fort champ et une répulsion de l'aimant avant (si cet aimant avant était libre, il se retournerait, mais ce n'est pas possible car la pile est guidée dans la spirale de cuivre).

[syrl]

Du coup, pourquoi la force de Laplace n'entre pas en jeu : Il y a pourtant bien un champ magnétique, et un courant, il devrait y avoir une force...
http://images.google.fr/imgres?imgur...-3CSIQrQMIPzAK

[Resartus]

Bien sûr. C'est même une autre manière de retrouver les propriétés du solénoide.
Si vous calculez la force exercée par l'aimant sur une spire entière (et qui est bien sûr opposée à la force exercée par la spire sur l'aimant), vous allez trouver une résultante qui va dépendre de l'orientation du champ créé par l'aimant. Si cette orientation est dans l'axe (par exemple si la spire est juste au milieu de l'aimant, ses lignes de champ reviennent du nord au sud par l'extérieur) la force va être centrifuge ou centripéte et n'aura aucune composante dans l'axe. Par contre, si les lignes de champ sont un peu en travers, (spire en avant ou en arrière de l'aimant) alors il y aura une composante non nulle attractive ou répulsive. Quand maintenant on additionne l'effet des diverses spires, on retrouve là aussi un total nul dans l'axe s'il y a autant de spires de part et d'autre de l'aimant (ce qui est le cas pour un solenoide infini)
Les deux approches donnent finalement le même résultat : attraction ou répulsion axiale seulement si le solenoide est fini et qu'il est décalé par rapport à l'aimant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[syrl]

D'accord, donc c'est finalement la même chose !
Merci beaucoup de votre aide !!
Syrl

[roro222]

Bonjour

Les deux explications sont vraies et complémentaires.
Le fil du ressort n'a pas besoin d'être accroché au sol.
La rigidité du fil de la portion de bobinage entre les deux aimants intercalé par la pile est suffisant pour supporté la force qui fait avancer cet ensemble mobile.
Cette portion de bobine entre les deux aimants qui font office de contact électrique se comporte comme un électro-aimant, donc crée un champs magnétique en opposition avec les champs émanant des aimants.
Ces aimant veulent donc sortir de cette portion de bobine, mais comme ils rencontrent en avançant toujours de nouvelles spires, le cycle continu et le module avance.
Et si on referme ce ressort sur lui même, ce module se déplacera jusqu’à épuisement de la pile.

Ps: Houla, grillé par les autres

[syrl]

Merci beaucoup pour votre aide
Oui, ce que je voulais dire par accroché, c'est qu'il est posé, donc il y a un frottement avec le sol, ce qui l'empêche de bouger. Je disais cela pour justifier que c'est les aimants et la pile qui bougent, alors que c'est le fil qui subit la force de Laplace (il faudrait alors parler de la 3eme loi de Newton, tout ça tout ça... Mais ce n'est pas le sujet, et je pense que je saurai expliquer cela )
Merci !!