Enigme à ressorts

[Tropique]

Bonjour,

Voici une petite énigme "mécanique".

On dispose de deux ressorts travaillant en extension, d'un anneau fixé au plafond, d'un poids, et d'autant de fil ou ficelle que nécessaire (voir figure).

Les ressorts sont supposés idéaux, ont une longueur valant Lo sans charge, et 2Lo lorsqu'ils sont chargés par le poids. Leur masse est négligeable devant celle du poids.

Le fil a également une masse négligeable et est inextensible.
Il permet, en faisant des noeuds, d'associer en traction n'importe lesquels des éléments sus-mentionnés.

Saurez-vous combiner tous ces éléments de manière telle à ce que le poids (qui se trouvera suspendu à une certaine hauteur) remonte si l'on coupe un certain fil?
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[_Goel_]

idée...

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Je partirais bien sur une idée de palan, mais j'ai pas assez de place dans la marge pour l'expliquer...

[Tropique]

idée...

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Je partirais bien sur une idée de palan, mais j'ai pas assez de place dans la marge pour l'expliquer...

Si tu arrives à le faire uniquement avec les composants de l'image, pourquoi pas:
Le problème est semi-ouvert: j'attends une solution précise, mais rien ne dit qu'il n'y en a pas d'autres.

Mais j'ai donné des conditions assez restrictives...

[Xoxopixo]

Une idée comme ça.

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Le but est de detendre les ressorts avec une ficelle,
puisque la force doit venir de quelque-part.
Or pour detendre des ressorts avec des ficelles on doit jouer
sur la forme, une droite ne produit pas les memes effets
qu'une courbe.
Donc on me les deux ressorts en croix, par leur millieu.
On suspend ces deux ressorts par les 4 crochets sur le crochet au plafond.
On enroule la ficelle, il est précisé qu'on en a beaucoup,
c'est peut-être pas pour rien, autour des 2 ressorts, ca les comprime (ils formaient une "boule avant" et deviennent un cylindre, voici notre force).
On en met pas trop pour éviter de faire un sac de noeud.

On suspend le poids au bas du "cylindre", personne n'a dit qu'il devait être attaché à une autre crochet.

Lorsqu'on coupe la ficelle, la ficelle se deroule, les ressorts font remonter le poids.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2313209787891133]

Bonjour

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On suspend le poids à l'aide des 2 ressorts en série reliés par un bout de fil.
Une fois que le poids est suspendu on fait un palan: On attache le fil sur le bas du ressort du haut, on passe ce fil dans l'anneau du poids, dans l'anneau du haut, puis on l'attache sur l'anneau du poids.

Quand on coupe le fil reliant les 2 ressorts la force de tension sera suffisante pour faire monter le poids (en négligeant les forces de frottement).

[Tropique]

Une idée comme ça.

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Le but est de detendre les ressorts avec une ficelle,
puisque la force doit venir de quelque-part.
Or pour detendre des ressorts avec des ficelles on doit jouer
sur la forme, une droite ne produit pas les memes effets
qu'une courbe.
Donc on me les deux ressorts en croix, par leur millieu.
On suspend ces deux ressorts par les 4 crochets sur le crochet au plafond.
On enroule la ficelle, il est précisé qu'on en a beaucoup,
c'est peut-être pas pour rien, autour des 2 ressorts, ca les comprime (ils formaient une "boule avant" et deviennent un cylindre, voici notre force).
On en met pas trop pour éviter de faire un sac de noeud.

On suspend le poids au bas du "cylindre", personne n'a dit qu'il devait être attaché à une autre crochet.

Lorsqu'on coupe la ficelle, la ficelle se deroule, les ressorts font remonter le poids.

J'avoue que je ne comprends pas tout, mais qui sait, cela pourrait être prometteur.

Un petit dessin peut-être?

C'est pour ça que j'ai précisé que le problème était semi ouvert: quand on met un certain nombre d'éléments en vrac à disposition des compétiteurs, on ne peut jamais savoir ce qu'ils vont inventer.

Mais, à priori, je vois un certain nombre de soucis par rapport à l'énoncé:

On enroule la ficelle

A mettre en regard de :

Le fil a également une masse négligeable et est inextensible.
Il permet, en faisant des noeuds, d'associer en traction n'importe lesquels des éléments sus-mentionnés.

Mais, bon: si cela permet de trouver une solution alternative, soyons tolérants et oublions ce détail.

autour des 2 ressorts, ca les comprime

C'est clairement contraire à l'énoncé:

On dispose de deux ressorts travaillant en extension

[Amanuensis]

Annulé.....

[Tropique]

Bonjour

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On suspend le poids à l'aide des 2 ressorts en série reliés par un bout de fil.
Une fois que le poids est suspendu on fait un palan: On attache le fil sur le bas du ressort du haut, on passe ce fil dans l'anneau du poids, dans l'anneau du haut, puis on l'attache sur l'anneau du poids.

Quand on coupe le fil reliant les 2 ressorts la force de tension sera suffisante pour faire monter le poids (en négligeant les forces de frottement).

Si l'on fait abstraction de cette partie de l'énoncé (mentionnée spécifiquement pour éliminer ce type de solution):

Le fil a également une masse négligeable et est inextensible.
Il permet, en faisant des noeuds, d'associer en traction n'importe lesquels des éléments sus-mentionnés.

Cette solution semble (tout juste!) fonctionner.
Mais il y a une solution qui respecte strictement les termes de l'énoncé, et qui fonctionne avec une marge beaucoup plus large.

[invite2313209787891133]

Je ne vois pas en quoi ma solution est en contradiction avec l'énoncé

[Xoxopixo]

Xoxopixo:
On enroule la ficelle

A mettre en regard de :

En regard non, autour de la "boule" formée par les deux ressorts en croix.
Un ressort qui est attaché à son autre extremité c'est un cercle.
Deux ressorts en cercle font une "boule".

On enroule autour de cette "boule", la ficelle.

C'est clairement contraire à l'énoncé:
On dispose de deux ressorts travaillant en extension

Et ils travaillent en extension.

[Tropique]

Je ne vois pas en quoi ma solution est en contradiction avec l'énoncé

Le fil permet d'associer les éléments en traction, avec des noeuds, càd quelque chose de fixe, qui ne peut pas coulisser, que ce soit dans un élément extérieur (anneau) ou le noeud lui-même.
Évidemment, un noeud pourrrait en théorie coulisser, quelque soit sa complexité, si le coefficient de frottement du fil tend vers 0 (quoique, c'est encore à voir, avec certains types de nœuds, ce n'est pas nécessairement évident).

Maintenant, je le répète une fois de plus: c'est un problème semi-ouvert, et je voyais des possibilités alternatives exploitant la compression des ressorts et l'utilisation des anneaux en "poulies virtuelles", raison pour laquelle j'ai tenté de les exclure, sans doute de manière maladroite, puisque ni l'une ni l'autre n'est bien passée.

Disons que actuellement, il y a une solution fonctionnelle proposée, mais qui n'est pas optimale, parce qu'elle est "faible", qu'elle ne respecte pas la lettre de l'énoncé, et qu'elle est beaucoup plus complexe que la solution "canonique" (jusqu'à nouvel ordre, rien n'est jamais acquis!).

[Tropique]

En regard non, autour de la "boule" formée par les deux ressorts en croix.
Un ressort qui est attaché à son autre extremité c'est un cercle.
Deux ressorts en cercle font une "boule".

On enroule autour de cette "boule", la ficelle.



Et ils travaillent en extension.

Je suis désolé, mais je ne vois toujours pas.

Je suis probablement obtus, mais il me faut absolument un dessin pour que je comprenne.

[invite2313209787891133]

Disons que actuellement, il y a une solution fonctionnelle proposée, mais qui n'est pas optimale, parce qu'elle est "faible", qu'elle ne respecte pas la lettre de l'énoncé, et qu'elle est beaucoup plus complexe que la solution "canonique" (jusqu'à nouvel ordre, rien n'est jamais acquis!).

Pas de problème, si il n'est pas possible d'utiliser les anneaux comme des poulies j'ai une autre solution:

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On suspend le poids avec les 2 ressorts en series. Une petite boucle de fil permet de les relier.
En outre le bas du ressort du haut et attaché au poids avec un fil tendu, le haut du ressort du bas est attaché à l'anneau avec un fil tendu.

Quand on va couper la petite boucle les 2 ressorts vont se retrouver en parallèle, et le poids va monter.

[Tropique]

Pas de problème, si il n'est pas possible d'utiliser les anneaux comme des poulies j'ai une autre solution:

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On suspend le poids avec les 2 ressorts en series. Une petite boucle de fil permet de les relier.
En outre le bas du ressort du haut et attaché au poids avec un fil tendu, le haut du ressort du bas est attaché à l'anneau avec un fil tendu.

Quand on va couper la petite boucle les 2 ressorts vont se retrouver en parallèle, et le poids va monter.

C'est la solution que j'attendais.

Bon, maintenant il reste à trouver une solution alternative, encore plus simple, et respectant l'énoncé
Ca, c'est un probléme 100% ouvert.

[Xoxopixo]

C'est la solution que j'attendais.

On peut avoir un dessin ?
Je comprend ici que si on coupe le petit bout de fil, le ressort du bas reste supendu à l'anneau et que le ressort du haut suspend toujours le poids.

Mais il y a de l'idée.

[invite231234]

Bonjour,

Voici une petite énigme "mécanique".

On dispose de deux ressorts travaillant en extension, d'un anneau fixé au plafond, d'un poids, et d'autant de fil ou ficelle que nécessaire (voir figure).

Les ressorts sont supposés idéaux, ont une longueur valant Lo sans charge, et 2Lo lorsqu'ils sont chargés par le poids. Leur masse est négligeable devant celle du poids.

Le fil a également une masse négligeable et est inextensible.
Il permet, en faisant des noeuds, d'associer en traction n'importe lesquels des éléments sus-mentionnés.

Saurez-vous combiner tous ces éléments de manière telle à ce que le poids (qui se trouvera suspendu à une certaine hauteur) remonte si l'on coupe un certain fil?

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Implicitement, il y a un élément en plus : un humain, donc il coupe le fil et lève grâce à ses petits bras musclé le poids un peu plus haut et ... le tour est joué.

[invite2313209787891133]

On peut avoir un dessin ?
Je comprend ici que si on coupe le petit bout de fil, le ressort du bas reste supendu à l'anneau et que le ressort du haut suspend toujours le poids.

Mais il y a de l'idée.

Les 2 ressorts sont en séries; ils ont chacun une tension correspondant au poids. Si on les met en parallèle ils vont être capable de soulever 2 fois le poids initial.

[Xoxopixo]

Les 2 ressorts sont en séries; ils ont chacun une tension correspondant au poids. Si on les met en parallèle ils vont être capable de soulever 2 fois le poids initial.

Oui, ça j'ai compris.
Mais si je suis la description fournie, c'est pas ça.
C'est pour ça que j'aurais aimé un dessin.

A propos de dessin, voici le mien, puisque ce n'était pas clair.

[Tropique]

Voici la solution illustrée graphiquement.

A propos de dessin, voici le mien, puisque ce n'était pas clair.

Il y a plusieurs soucis, le principal étant que les ressorts ne travaillent pas en extension, mais bien en flexion.
Le fait qu'ils soient par ailleurs tendus est incident et ne change rien à cela: on pourrait les remplacer par une lame ressort inextensible, ne travaillant qu'en flexion, comme un arc, cela fonctionnerait.

Une petite mention "contextuelle" à propos de cette énigme:
Elle est basée sur des phénomènes qui sont également connus ailleurs, notamment en dynamique des fluides, en statistique et en électronique.
Je l'ai donc "traduite" en termes mécaniques.

Pour ceux qui sont intéressés, voici la version électronique de l'énigme ici:
http://forums.futura-sciences.com/sc...nigme-bis.html

[ablanc]

Superbe ! Trés belle énigme qui ne nécessite aucune connaissance spécifique pour être comprise. Merci.

[Naheulf]

J'ai une idée ne nécessitant que 1 ressort mais il va d’abord falloir la verrifier en pratique.
Par contre elle utilise l’anneau comme poulie pour 1 ficelle

si ça fonctionne je veut bien mettre le shémas mais je ne pense pas que le lien C:\Users\perso\Pictures\ennigm e_ressort.png donne bien sur l'image alors si vous savez comment faire...

[Naheulf]

Youpiii !! Ça fonctionne

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Le système : on accroche le ressort au poids et à l’anneau.
Ensuite on accroche la ficelle en haut du ressort, on la fait passer par l'anneau et on l’accroche au poids. /!\ Cette dernière ne doit pas être tendue

L'image qui va avec :

Bon j'ai directement accroché le ressort au pois sans passer par la ficelle
la ficelle rouge c'est celle que l'on doit couper et la bleue celle qui ne doit pas être tendu au départ.