Les palans

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Cours 203-006 Laboratoire n°4
Nom des élèves : ...................................................................... Note : ........................
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Introduction.
Un palan est un appareil de levage
comportant un mécanisme permettant de
diminuer de beaucoup l’effort nécessaire
pour soulever une charge. Dans ce
laboratoire nous allons étudier 3 palans
fabriqués respectivement à partir de 2, 4 puis
6 poulies.
Partie A : étude préalable de l’action de forces parallèles
Les palans à poulies tirent profit de l’action
combinée de forces parallèles. Aussi, avant
d’aborder l’étude des palans proprement
dites, nous allons analyser l’action de forces
parallèles utilisées pour soulever un poids.
Un bloc de bois sera suspendu par 1, puis 2,
puis 3 pesons identiques (dynamomètres).
1- Hypothèse: quelle est votre hypothèse sur la relation susceptible d’exister entre les indications que
donneront les pesons et le poids du bloc?
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Tableau des mesures et des calculs :
peser le bloc de bois à l'aide de la balance à plateaux, noter sa masse dans le tableau;
calculer la force de gravitation terrestre qui s'exerce sur le bloc ( P= mg);
suspendre le bloc à l'aide de 1 peson (dynamomètre), noter la force exercée;
suspendre le bloc à l’aide de 2 pesons, noter la force exercée par chacun ;
suspendre le bloc à l’aide de 3 pesons, noter la force exercée par chacun ;
calculer la force résultante exercée par les pesons dans chaque situation ;
dans chaque situation, calculer le pourcentage d’écart entre cette force résultante et le poids du
bloc ;

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Attention! Arrondir vos résultats de façon à ce qu’ils ne comportent qu’un seul chiffre douteux.
masse du bloc :
(kg)
acc. gravitationnelle g :
9,8 N/kg
P = poids du bloc :
(N)
1 peson
2 pesons
3 pesons
Force élastique F1
peson 1
F1 =
F1 =
F1 =
Force élastique F2
peson 2
F2 =
F2 =
Force élastique F3
peson 3
F3 =
R = Résultante des forces
exercées par les pesons :
Pourcentage d’écart entre
P et R = 100%P-R  /P
%
%
%
3- Faire un diagramme des forces pour chaque situation;
1 peson
2 pesons
3 pesons
4- Énoncer une conclusion relativement à la relation entre le poids du bloc et le nombre de pesons le
supportant.
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Partie B : étude des palans
Étude d’une seule poulie.
5- Hypothèse: selon vous, quelle relation y a-t-il entre la force de tension qu’il faut exercer pour
maintenir en équilibre une masse retenue par une corde qui passe sur une poulie et le poids de
cette masse?
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6- Vérification expérimentale de votre hypothèse :
suspendre une masse à une corde qui passe sur une poulie;
mesurer la tension nécessaire pour maintenir la masse en équilibre;
consigner vos résultats dans le tableau ;
comparer vos résultats à votre hypothèse.
7- Tirer une conclusion concernant la relation qu’il y a entre la force de tension qu’il faut exercer pour
maintenir en équilibre une masse retenue par une corde qui passe sur une poulie et le poids de cette
masse.
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Études de palans à 2, puis 4, puis 6 poulies
8- Construire un palan à 2 poulies( l’expérience sera reprise avec 4, puis 6 poulies).
9- Faire une hypothèse concernant la relation entre un poids « P » à soulever et la force de tension
« T » nécessaire pour y arriver à l’aide d’un palan à « n » poulies dont les frottements sont
négligeables. Baser votre hypothèse sur l’application des lois de Newton sur les forces s’exerçant
sur le moufle du bas de chaque palan.
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10- Faire un diagramme des forces s'exerçant sur le moufle du bas (ensemble des poulies du bas), pour
chaque situation.
Diagramme des forces sur le moufle du bas pour un
palan à 2 poulies
palan à 4 poulies
palan à 6 poulies
11- Vérification expérimentale de votre hypothèse :
suspendre une masse correspondant approximativement à un peu moins de la valeur maximale
que peut indiquer votre dynamomètre;
installer un dynamomètre sur le brin libre et mesurer la force nécessaire pour que:
a) - la masse monte lentement à vitesse constante.
b) - la masse descende lentement à vitesse constante.
c) - calculer la moyenne de ces deux mesures.
comparer la moyenne obtenue à la force que vous aviez prévu, par calcul, comme étant
nécessaire au maintient de l'équilibre.
12- Expliquer pour quelle raison il est préférable de faire la moyenne des deux valeurs expérimentales
de montée lente et de descente lente.(Penser à l’influence du frottement sur les résultats).
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13-Compléter le tableau suivant des mesures et des calculs pour l’étude des palans. Chaque valeur doit
être en unité SI arrondie de façon à ne comporter qu’un seul chiffre douteux.
Palan à
poulie seule
2 poulies
4 poulies
6 poulies
masse suspendue
Poids suspendu
Tension de montée
Tension de descente
Texp
Tension moyenne
expérimentale
Tloi
Tension prédite par votre
hypothèse
Pourcentage d’écart entre
Tloi et Texp
= 100% Tloi - Texp  / Tloi
14- Tirer une conclusion, basée sur vos résultats, concernant la relation entre un poids « P » à soulever
et la force de tension « T » nécessaire pour y arriver à l’aide d’un palan à « n » poulies dont les
frottements sont négligeables.
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15- Remettre un rapport par équipe de deux élèves au plus tard au début (= dans les 5 premières
minutes) de la prochaine période de laboratoire. Celui-ci doit être constitué de ce texte complété.
Ne pas hésiter à venir me rencontrer en dehors des périodes de cours.
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