Site de l'académie de Versailles

Accueil > 12- Accompagnement éducatif et Ecole ouverte > Club Science > Club Science 2014-2015 > Episode 3 : Le centre de gravité, la clé de l’équilibre.

Episode 3 : Le centre de gravité, la clé de l’équilibre.

jeudi 25 décembre 2014 par Hélène Hervé

Pour trouver l’équilibre, cherchons le centre de gravité

On sait qu’il est possible de faire tenir en équilibre des objets sur une surface réduite à un point, ce qui semble contredire la loi selon laquelle il faut une surface de contact importante avec le sol pour obtenir un équilibre. Comment expliquer cette observation ?

Pour comprendre, nous travaillons avec des objets simples : brochettes et pâte à modeler.
1) Les élèves cherchent à faire tenir sur leur doigt une brochette. Ils constatent qu’ils placent leur doigt au milieu de la brochette.

2) Zouz leur demande de faire une petite boule de pâte à modeler et de l’ajouter à un des deux côtés puis de chercher à nouveau l’équilibre.


Les élèves déplacent leur doigt vers la boule. Le point d’équilibre a été déplacé par l’ajout d’une masse. Ce point d’équilibre est appelé le "centre de gravité", car si on suspend l’objet par un fil qui passe par ce point, ou si on pose l’objet sur une pointe au niveau de ce point, il ne tombe pas malgré la gravité qui s’exerce sur l’ensemble de sa structure.


Trouvons expérimentalement le centre de gravité d’un objet :

C’est facile si on utilise des surfaces planes, par exemple un triangle.

Pour qu’un corps soit en équilibre, il faut que la force de gravité soit neutralisée par une force qui lui est opposée. Nous utilisons la force de traction d’un fil suspendu à une potence.

1) On suspend donc un objet en un point quelconque à un fil. Lorsque l’objet est en équilibre, la traction du fil s’oppose au poids de l’objet.
Son centre de gravité se trouve dans le prolongement du fil de suspension.

2) On suspend ensuite l’objet en un autre point. Le centre de gravité se trouve encore dans le prolongement du fil de suspension.

Le centre de gravité est situé au point d’intersection des deux prolongements.

On constate que pour un triangle homogène (en carton seulement), le centre de gravité correspond au point d’intersection des médianes (droites qui joignent les sommets au milieu du segment opposé), qui se coupent aux 2/3 de leur longueur à partir du sommet.

Le centre de masse d’un objet homogène est situé au centre géométrique de l’objet (ex : sphère, cube, tige).


Par cette méthode du fil à plomb, on peut constater que le centre de gravité d’un objet n’est pas toujours situé à l’intérieur de l’objet lui-même, mais peut se situer à l’extérieur !

Par exemple : le boomerang.
Il tourne autour de son centre de gravité !

Des équilibres abracadabrants !


Gravitation, GillesCharrot par Gravitation0


L'homme qui défiait la loi de l'équilibre par Spi0n

On n’est pas que des cobayes s’est aussi penché sur le sujet !


EM81 Défi : faire tenir plusieurs pierres en... par cobayesF5

  • Des équilibres à construire soi-même :
Règle 1 : le centre de gravité de l’objet doit se situer dans un axe perpendiculaire au point d’appui !
Règle 2 : Plus on abaisse le centre de gravité d’un objet hétéroclite, en jouant sur les masses, plus on atteint un équilibre stable qui répond à la règle 1 !

Nos propres objets :


| Plan du site | Mentions légales | Suivre la vie du site RSS 2.0 | Haut de page | SPIP | ScolaSPIP
Collège Jules Verne-Les Mureaux (académie de Versailles)
Directeur de publication : P.A Clément