TPE 1ère S : La tour de pise

[inviteb141d477]

Bonjour,

Dans le cadre des TPE en première, nous avons dû choisir une problématique, qui est la suivante: Sans les modifications apportées récemment, quels auraient été les mouvement de la Tour de pise.
Au début, selon les conseils de notre professeur, nous sommes partis sur l'étude des forces de tractions à l'intérieur de la tour, qui la ferait céder. Mais d'après mon père, ingénieur, aucune force de traction n'est exercée, mais on est plutôt dans le cas de deux forces de compression, et l'une s'amenuise à mesure que l'autre grandit. Et ça serait plutôt des forces de cisaillements qui seraient à l'effet, entre les différents étages de la tour.
J'ai donc plusieurs questions:
Comment pourrais t-on savoir à coup sûr les forces qui s'exerce sur la tour, et comment pourrait-on les évaluer ?
Nos deux matières sont le français et le math: connaîtriez vous une oeuvre littéraire liée à la tour ?

Merci d'avance, en espérant que notre dernière solutions ne soit pas de changer de problématique à la dernière minute...
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[invitef29758b5]

Salut

... forces de tractions ...forces de cisaillements...

Ton prof et ton père n' ont , je suppose , pas parlé de forces de traction , compression , ou cisaillement , mais de contraintes .
Dans un solide soumis à des contraintes on peut toujours faire apparaître des contraintes de traction , compression , et cisaillement (sauf dans le cas d' une pression isostatique)
Ce n' est qu' une question d' orientation .
La tour est soumise à une compression verticale , et une extension dans un plan horizontale et aucun cisaillement dans ces directions , car ce sont les directions principales .
Mais il y a bien des plans de cisaillement dans d' autres directions .

[inviteb141d477]

Merci de m'avoir corrigé, on parle effectivement de contraintes et non de forces.
J'avoue ne pas avoir entièrement compris le passage ou tu expliques l'absence de contraintes de cisaillement :/

Mais du coup reste ma question première: comment "mesurer" ces contraintes, et donc réponde à notre question

[invitef29758b5]

Mesurer , ça veux dire te rendre à Pise avec des instruments de mesure , ça risque d' être un peu compliqué .

Le raisonnement de ton père , c' est de considérer la tour comme une poutre .
Elle est soumise à une compression de part la composante axiale du poids et à une flexion + cisaillement transversal de part la composante radiale .
La compression décale la fibre neutre de la flexion vers le coté qui penche .
La traction max est donc à l' opposé et peut être calculée si tu as les connaissances pour .
Il faut aussi calculer le cisaillement transversal pour voir lequel est le plus à craindre .
Il faut calculer ces contraintes là ou elles sont maximum , cad à la base .

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb141d477]

Mesurer , ça veux dire te rendre à Pise avec des instruments de mesure , ça risque d' être un peu compliqué .
... pas faux

Et, je ne dois pas avoir les connaissances nécessaires, puisque je ne comprends pas les termes "composante axiale du poids", et "composante radiale"
Quand au fait que les forces sont les plus fortes à la base, on est en mesure de le démontrer avec une modélisation.
En fait, à la fin, notre résultat serait une date, finalement.

Et reste également ce gros problème qu'est le lien complètement artificiel que l'on doit faire avec une oeuvre littéraire

[invitef29758b5]

Et, je ne dois pas avoir les connaissances nécessaires

Je trouves curieux que votre prof donne ce genre de travail à faire à des élèves de première .
Ce n' est pas à votre niveau .

[inviteb141d477]

Bon, je pense qu'il va falloir envisager la solution catastrophe: à 16 séances de la fin: changer de problématique

[vep]

Et reste également ce gros problème qu'est le lien complètement artificiel que l'on doit faire avec une oeuvre littéraire

Êtes vous sûr de devoir étudier une œuvre qui parle de la tour de Pise (car ce serait en effet capillotracté ).
Étudier une œuvre qui vous parle de la société italienne à cette époque , de son rapport à la religion (il me semble de mémoire qu'elle avait une fonction de clocher, non ?), de l'importance des monuments religieux, des campaniles ... ne serait-il pas plus pertinent ?

[inviteb141d477]

Faire quelquechose de cohérent avec l'éducation nationale ?
Maha... Maha maha...
Nan plus sérieusement il faut que l'oeuvre soit en lien avec le sujet: j'ai vu le prof de français saboter des problématiques comme ça: D'une problématique parlant des ascenceurs, on passe à "comment Balzac/Zola/Auteur du XIXème (biffer les mentions inutiles) voit l'invention de Guntenberg". Donc la réponse est une étude de texte, et non un travail scientifique *soupir*
Finalement, je pense qu'on va aller vers quelquechose de plus bateau, du genre : "Jésus aurait-il pu marcher sur l'eau" (J'espère qu'il considère la bible comme une oeuvre littéraire ). On part de la scène, et on expérimente des solutions pour marcher sur l'ondée

[vep]

Et si vous parliez de la construction des cathédrales en Europe au 12ème siècle
https://fr.wikipedia.org/wiki/Les_Piliers_de_la_terre

[inviteb141d477]

Si on pouvait en parler, je serais content ^^. Nan parce que dans nos programmes de français n'existent peu ou pas la littérature contemporaine.
Merci à tous pour l'aide apportée, j'en parle demain à mes collègues, et on décidera de la suite de évènements.
Merci

[inviteb141d477]

Je puis encore vous poser une question ?
Si je prends deux cubes que je pose l'un sur l'autre (basiquement, le cas de la tour de pise)
Je penche l'ensemble.
Tout ce qui va se passer, c'est que le cube du haut va appuyer sur celui du bas. Mais le cube du haut va juste "riper" le long de celui du bas: le cisaillement est là. En revanche il n'y a aucun effort de tractio.

[invitef29758b5]

Il y a bien cisaillement dans le plan incliné (pas dans un plan horizontal)
Mais il y a aussi compression : le cube du haut appuie sur celui du bas .
La rupture se produit quand le centre de gravité du cube du haut est en dehors de la zone d' appui . Il bascule , et les zones de contact s' écartent . ce qui correspond à une extensions .

[inviteb141d477]

Oui oui, pour la compression je la sous entendais dans "le bloc appuie"
Mais donc il n'y a aucune force de traction

[invitef29758b5]

Mais donc il n'y a aucune force de traction

Non , du fait que si les cubes s' écartent ils n' inter-agissent plus .
Il faudrait les coller ensemble pour voir une contrainte de traction apparaître dans le joint de colle .

[inviteb141d477]

Bon, finalement on va repartir sur une démarche de base:
On empile des cubes, on penche le premier, on regarde ce qui se passe.
En suite on essaie en collant au plan incliné, en collant les cubes ensemble, etc
Et on essaiera d'écrire une équation d'équilibre de chaque étage, en tout cas c'est ce qu'on espère

Pour les piliers de la terre, merci de m'avoir donné ce conseil, je pense que ce livre siéra parfaitement

[inviteb141d477]

Oui, c'est ce que l'on a fait: dans notre expérience, les cubes sont reliés par des charnières, et on utilise le dynalomètre pour mesurer la traction.
D'ailleurs, si jamais un futur étudiant passe par là, les pilliers de la terre peut être étudié, il est considéré comme d'un auteur "classique"