Ça grince ou ça chante? par Cyprien Gay TEXTE et TEST

Ça grince ou ça chante? par Cyprien Gay
La Recherche – La physique en 18 mots-clés
TEXTE et TEST

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Ça grince ou ça chante ? 
28/09/2016
JEUX
Ça grince ou ça chante ?
Cyprien Gay
1. Une porte qui grince ou un rouleau de ruban adhésif que l’on déroule un peu vite
recèlent un mouvement oscillant, puisque nous entendons un son. D’où provient-il ? Le
mouvement imposé globalement à la porte via la poignée, ou au ruban adhésif à son
extrémité, est bien continu, mais il s’effectue localement par saccades : le système
bascule en permanence entre un état bloqué et un état de mouvement. Les physiciens
parlent de « stick-slip » (immobilité-glissement ), ou parfois de « broutement. »
2. LORSQUE LE GOND EST BLOQUÉ, l’élasticité de la porte lui permet de pivoter
pendant qu’augmentent les forces qui s’exercent dans le gond. Au-delà d’une certaine
force, le gond pivote. De même, le ruban adhésif se décolle très vite ou au contraire très
lentement, par un mécanisme différent, selon la force exercée et la vitesse. Pendant le
décollement lent, l’élasticité de la main et celle du ruban lui-même laissent à la force le
temps d’augmenter pour basculer vers un décollement rapide qui fait alors chuter la force.
3. La durée d’immobilité du gond ou de décollement lent du ruban dépend de la vitesse
d’entraînement, ainsi que de l’élasticité du système : plus le système est déformable, plus
il faut l’étirer pour atteindre la force requise ; et plus la plus vitesse est lente, plus il faut de
temps pour obtenir cet étirement. Ainsi, le grincement de la porte est d’autant plus grave si
on la manipule lentement. De même, un ruban adhésif est d’autant plus mou qu’il est plus
long, comme un ressort ou un élastique ; c’est pourquoi le son qu’il produit, descend dans
les graves à mesure qu’on le déroule.
4. POUR LA PORTE OU L’ADHÉSIF, la fréquence du mouvement de stick-slip peut
varier. En effet, comme le mouvement rapide (slip) est très court (courbe 1 sur la figure ci-
dessus), la période globale du stick-slip diffère à peine de la période d’immobilité (stick),
qui peut varier. Dans d’autres situations, c’est au contraire la période de glissement (slip)
qui est de loin la plus longue (courbe 2) et qui correspond donc à la fréquence de stick-
slip. Celle-ci coïncide alors avec la fréquence de résonance du système, qui ne dépend
que de son inertie et de son élasticité. Elle ne varie donc plus avec la vitesse

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d’entraînement. C’est ainsi que la hauteur du son du violon ne dépend pas de la force
exercée par l’archet ou de sa vitesse. C’est pourtant bel et bien un mouvement de stick-
slip. L’archet entraîne avec lui la corde latéralement (stick). Lorsque la force est trop
élevée, la corde glisse sous l’archet (slip). Le frottement est alors bien moindre. La corde
fait une oscillation et revient bientôt à la même vitesse que l’archet. Le frottement, à
nouveau important, permet à l’archet d’entraîner la corde et tout recommence. La
fréquence de résonance de la corde est ajustée par la position du doigt sur le manche, qui
fixe sa longueur utile. Le convive exercé sait extraire un très beau son du verre à la fin du
dîner, en frottant le bord avec son doigt mouillé. Il s’agit aussi d’un phénomène de stick-
slip.
Ressemble-t-il à celui de la porte, de l’adhésif ou du violon ? Et, pourquoi parmi ces divers
sons provenant d’un stick-slip certains sont-ils grinçants et d’autres musicaux ?
Solution :
Pour tester si le son produit par le verre est plus proche de l’adhésif ou du violon, il
suffit de remplir le verre. Ce faisant, on ajuste la hauteur du son. Mais celle-ci ne change
pas quand le doigt frotte plus vite ou plus fort : le mécanisme est donc similaire à celui du
violon. Pour le verre ou le violon, la période d’immobilité (stick) perturbe peu l’oscillation
(courbe 2) et le son est harmonieux.
Au contraire, les intervalles de temps du stick-slip ne sont pas parfaitement réguliers, car
le frottement peut dépendre de la position de la porte. On n’entend donc pas une
fréquence proprement dite et le résultat est disharmonieux.
de : La Recherche Hors -série Physique , La Physique en 18 mots-clés (septembre 2005)
Lexique :
broutement : du verbe brouter it. brucare ;
pivoter = tourner ;
gond (m.) : pièce sur laquelle pivote la porte ;
mou : forme masculine de molle.

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TEST
1er Paragraphe
Transformer chacune des questions suivantes en y insérant Est-ce que :
Ça grince ou ça chante ? (grincer - chanter)
________________________________________________________________________
D’où provient-il ? (provenir)
________________________________________________________________________
Trouver dans ce paragraphe un mot opposé pour :
 Mouvement : ________________________
Transformer le verbe en le conjuguant , dans la phrase proposée :
 La porte grince : (grincer) : Nous _______________________ des dents !
 On déroule le ruban : (dérouler) : Nous ___________________ le ruban.
 D’où provient-il ? (provenir) : D’où _________________ - nous ?
 Le mouvement s’effectue par saccades (s’effectuer) :
(effectuer) : Nous _________________ des versements d’argent .
 Le système bascule en permanence :
(basculer) Nous _________________ dans l’incertitude !
 Les physiciens parlent de « stick-slip » : (parler) :
Nous _________________ d’autre chose.
Compléter :
Si j’essaie de jouer du violon je peux ou simplement faire du _______________
ou émettre des _____________ harmonieux.

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2e paragraphe
Introduire dans ce paragraphe , sans supprimer aucun mot, ni l’ordre des mots
existants, les mots suivants (la variation de la ponctuation est autorisée) :
C’est…..qui…, que
retranscrire les parties transformées ci-dessous :
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
substituer à un mot ou expression de ce même paragraphe la locution : lorsque
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
substituer à un autre mot ou expression la locution : à cause de
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3e paragraphe
Transformer au conditionnel présent les verbes soulignés et au temps qui convient le
verbe manipuler :
3. La durée d’immobilité du gond ou de décollement lent du ruban (1) dépend de la vitesse
d’entraînement, ainsi que de l’élasticité du système : plus le système (2) est déformable,
plus (3) il faut l’étirer pour atteindre la force requise ; et plus la plus vitesse (2) est lente,
plus (3) il faut de temps pour obtenir cet étirement. Ainsi, le grincement de la porte (2) est
d’autant plus grave si on la (4) manipuler (conjuguer au temps qui convient) lentement.
De même, un ruban adhésif est d’autant plus mou qu’il est plus long, comme un ressort ou
un élastique ; c’est pourquoi le son qu’il produit, descend dans les graves à mesure qu’on
le déroule.
(1) ____________________________________________________________________
(2) _____________________________________________________________________
(3) _____________________________________________________________________
(2) _____________________________________________________________________