## Mécanique linéaire

| Solénoïde Le solénoïde, sous tension, exerce une force déterminée par son courant. Un ressort ramène la tige à sa position de départ lorsque le solénoïde est mis hors tension. Ses paramètres sont :

Tension nominale | 12 V
Résistance de la bobine | 14,4 ohms
Inductance de la bobine | 0,1 H
Force de traction à 12 V | 3,5 N
Course | 4,5 mm
Constante du ressort | 1,0 N/m
Calibre de position | de -4,5 to +0,0 mm
Friction par glissement | Nulle
Courant max. | 2 A

Force

Le composant force applique une force horizontale lorsque l’un de ses boutons de direction est enfoncé. La direction de la force est indiquée par une flèche sur chaque bouton. Lorsque le bouton est à nouveau enfoncé, la force est annulée.

La valeur représente la force en newtons (N). Cliquez sur la valeur pour afficher sa barre de commande et changer la valeur de la force.

Masse

La masse est un chariot qui se déplace horizontalement entre les limites fixées par ses arrêts. Vous pouvez redimensionner la masse. Voir Utilisation des commandes mécaniques. La masse n’a pas de friction par glissement.

La valeur représente sa masse en kilogrammes (kg). Cliquez sur la valeur pour afficher sa barre de commande et changer la masse.

Ressort

Le ressort est fixé par son extrémité droite. Son extrémité gauche peut bouger librement et peut aussi être redimensionnée.

La valeur représente la constante du ressort en newtons par mètre (N/m). Cliquez sur la valeur pour afficher sa barre de commande et changer la constante du ressort.

Ses paramètres sont :

Masse | 0,0 kg
Longueur naturelle* | 8,0 mm
Compression max.* | 6,0 mm
Extension max.* | 12,5 mm
Friction par glissement | Nulle
Calibre de position* (gauche) | de -12,5 to +6,0 mm

* Ce sont les valeurs par défaut ; vous pouvez augmenter ces valeurs en redimensionnant le ressort.

Microrupteur

Les contacts du microrupteur se ferment lorsque sa borne mécanique se déplace de 2,5 mm vers la droite. Il ne peut pas être redimensionné. Ses paramètres sont :

Position de fonctionnement | 2,5 mm
Force de fonctionnement | 0,5 N
Calibre de position | de -20,0 to +2,5 mm
Tension max. | 400 V
Courant max. | 15 A

Deux chariots

Les chariots sont deux masses libres de se déplacer sur un parcours sans friction à une dimension. On peut les faire entrer en collision l’un avec l’autre et on peut choisir le type de collision. La longueur par défaut du parcours est de 100 mm, mais elle peut être augmentée en faisant glisser les arrêts.

Pour régler la vitesse d’un chariot, cliquez sur la valeur de la masse du chariot, indiquée par un nombre situé au-dessus du parcours. La barre de commande des chariots apparaîtra :

| A | B | C | D | E

Tapez une nouvelle vitesse dans la case D ci-dessus, ou utilisez les flèches situées à côté de cette case pour régler la vitesse. Les vitesses positives vont de la gauche vers la droite et les négatives de la droite vers la gauche.

Lorsque vous modifiez les valeurs, la simulation s’interrompt. Pour la relancer, cliquez sur le bouton Pause, dans la barre d’outils principale, ou cliquez n’importe où dans la fenêtre de simulation.

Pour régler la position d’un chariot, tapez une nouvelle valeur dans la case C, ou utilisez les flèches pour régler la position. La position est mesurée à partir du côté gauche du parcours.

Pour régler la masse d’un chariot, tapez une nouvelle masse dans la case B, ou utilisez les flèches pour régler la masse.

Pour choisir le type de collision, cliquez sur la flèche située à côté du mot Elastique (A). Les collisions peuvent être parfaitement élastiques, parfaitement inélastiques ou semi-élastiques, l’intermédiaire entre ces deux extrêmes.

La quantité qui décrit la collision s’appelle le coefficient de restitution. Les valeurs des trois types de collision sont :

Type de collision | Coefficient de restitution
Elastique | 1,0
Inélastique | 0,0
Semi-élastiques | 0,5

Pour régler les propriétés de l’un des chariots, utilisez les boutons E afin d’afficher la barre de commande du chariot gauche ou droit. Utilisez le bouton de gauche pour le chariot de gauche et le bouton de droite pour le chariot de droite.

Pour représenter le mouvement d’un chariot sur le graphique, faites glisser une sonde à partir de la barre d’outils principale et placez-la sur le chariot. Pour en savoir plus sur la création de graphiques, voir Mesure.

Poulie

La poulie sert à appliquer une force constante sur un composant mécanique linéaire. Elle est particulièrement utile lorsqu’elle est associée à la masse, permettant d’étudier une accélération constante.

La poulie consiste en une masse libre de tomber sous l’influence de la gravité lorsque la borne de la poulie est connectée à un autre composant. Ainsi, la poulie applique une accélération constante à une masse connectée, avec :

Force = masse totale x accélération

Accélération = force / masse totale

= 9,81 × masse sur la poulie / masse totale

La masse est libre de tomber sur une distance illimitée, bien qu’elle disparaisse lorsqu’elle atteint un arrêt. En faisant glisser les arrêts vers le bas, on voit la masse tomber sur une distance supérieure.