Planche de Fakir

Porteur(s) du projet: Bescheron Sarah et Lecourieux Alexandra (contact : sarah_bes@hotmail.fr)

Suivie par Jean-Michel Courty (contact : jean-michel.courty@upmc.fr)

• Dans le cadre de l'UE physique pour non physiciens, nous voulons réaliser une planche de Fakir, c'est à dire une planche à clous.

• Le but étant de comprendre la relation entre Force, Pression et Surface. Pour réaliser la planche nous avons utilisé une découpeuse laser.

• Projet démarré en Février 2017.

• Source d'inspiration : Tour de magie des fakir s'allongeant totalement sur un lit de clous.

- Découpeuse Laser à bois (Ici Trotec Speedy 100)

1. 2 planches de MDF d'épaisseur 3mm et 1 de 6mm d'épaisseur (20×30 cm) (récupération de chutes)
2. Nombreux clous de même longueur et largeur

Dans un premier temps, nous avons réalisé un dessin vectoriel sur le logiciel Inkscape de la planche que nous voulions. On a d'abord fait un essai avec un carré de planche en 5*5 cm et des 5 rangées de 5 trous espacés de 6 mm chacun. Il s'agit de la largeur moyenne pour que les clous puissent tenir sur la planche sans être gêné par les têtes, un peu plus larges. En ce qui concerne le diamètre des trous, on en a testé plusieurs, on a commencé par mesuré la largeur réelle du clou et estimé plusieurs diamètres de trou possibles, afin qu'il passe dans la planche facilement mais soit bien maintenu quand même. nous avons alors testé les diamètres suivant :2,85 ; 2,80 ; 2,75 On a ensuite lancé l'impression à la découpeuse laser. Le résultat obtenu était celui attendu, mais les clous avaient un peu de jeu une fois dans le trou.

Une fois le choix du diamètre des trous déterminer, on a refais l'image vectorielle pour avoir une planche de 20*30 cm, les trous toujours espacés de 6mm et un diamètre de 2,65. Pour détailler un peu plus l'utilisation de la découpeuse laser, il faut mettre les traits dans une teinte de rouge plus ou moins nuancée pour obtenir soit une découpe (rouge vif), soit une gravure de profondeur variable (noir = zéro profondeur). Il faut ensuite placer la planche sous le laser, et ajuster l'appareil pour que la pointe du laser sur la planche soit nette et la placer à l'endroit où l'ont veut qu'elle démarre sur la planche. La découpeuse est alors prête a fonctionner.

Pour réaliser la planche de Fakir nous avons donc découpée trois planche de 20*30 cm. La première de 6 mm d'épaisseur avec tous les trous dans laquelle on a inséré les clous, une deuxième identique mais épaisse de 3 mm seulement qui sert à régler la profondeur des clous (cette planche n'a pas été utilisée par la suite car les clous ne passaient pas dedans facilement) puis une dernière sans les trous et toujours de 3 mm d'épaisseur qui a servi de socle pour maintenir les clous en place. Il y avait également quatre trous plus larges de chaque côtés des planches pour pouvoir y passer des vis avec boulons et ainsi les fixer ensemble.

Nous avons réalisé cette planche de fakir dans le cadre de l'UE “physique pour non physicien”. Le but est de l'utiliser afin de comprendre la relation entre surface pression et poids. Pour cela, nous avons appuyé des ballons, gonflés de la même façon, sur les clous. On a fait varier le nombre de clous présents, on a mesurer le poids exercé sur le ballon avec une balance, jusqu'à ce qu'il explose, et ainsi mesurer la pression, on a également mesurer la surface d'écrasement du ballon sur les clous etc. Ainsi nous avons pu comparer toutes ces données et comprendre la relation P = F / S.