TIPE penspinning (MPSI)

[Helmer]

Bonjour la FPSB,

Comme certains le savent peut être, je suis en classe prépa MPSI et les TIPE arrivent. Pour l'instant l'idée serait de modéliser et d'expliquer le mouvement du stylo lors d'un thumbaround. L'idée est encore un peu floue mais elle consisterait à restendre l'étude à un système a deux points (pour éviter la méca du solide) et résoudre le tout avec une étude barycentrique dans un premier temps.

Pour l'instant nous en sommes sur cette piste de réflexion et ça semble un peu compliqué à modéliser compte tenu du nombres de variables :
- l'angle de la poussée
- la norme de la poussée
- la masse du stylo (on va certainement rester sur un modèle de bon vieux double-cap bien équilibré et homogène)
- la distance initiale pouce/barycentre
- la distance initiale pouce/point d'application de la poussée
- la vitesse de rotation du stylo

On dispose de plusieurs référentiels
- celui du pouce, fixe et galiléen
- le référentiel barycentrique, non galiléen
- le référentiel du stylo, non galiléen (pas vraiment intéressant sauf si on se concentre sur le mouvement du pouce par rapport au stylo)

Le plus gros problème semble être concernant les frottements du pouce sur le stylo. Etant donné que le stylo est toujours en contact avec le pouce mais ce sont à chaque fois des points différents qui sont en contact.

Deuxième problème : le mouvement est il plan ? Pas facile d'en être certain par l'expérience, peut être avec un calcul de dérivé du moment cinétique dans le référentiel barycentrique.

Voilà, les bases sont posées, ce sont nos premières interrogations, il faudra faire quelques expériences en plus pour préciser nos idées. Si jamais vous avez des remarques, conseils ou idées pour nous aider dans le déroulement de notre TIPE n'hésitez surtout pas .

Merci d'avance pour vos commentaires.

[τ]

Je pense que c'est mort pour toi car le thème du TIPE de notre promo est "les prévisions".
Bonne chance pour faire ça avec le penspinning Sinon ça paraît plutôt intéressant comme sujet, mais je ne sais pas si les examinateurs apprécieront.

Il s'agit du sujet que tu présenteras l'année prochain ou d'un TIPE blanc ?

[Babel]

Comme l'a dit tony, j'suis bien curieux de savoir comment tu comptes caller ça dans "prévision".
Limite prévision de trajectoire, mais ça fait un peu léger pour tenir 10 min.
Pis comme projet tu comptes montrer quoi ? "réalisation d'un TA"? (ironique mais pertinent).

Sinon, sur un bon TA le mouvement peut etre considéré plan. Au pire tu t'arranges pour qu'il le soit, ça n'choquera personne.
Pis ya pas de reel frottement, ca tiens plus du roulement sans glissement qu'autre chose.

[Frat FS]

Je me souviens avoir lu une étude là dessus qui était assez poussé, je crois c'était en anglais, je sais plus qui l'avait fait mais moi-même ayant été en prépa, j'avais déjà trouvé ça pas mal, c'était sur le thumbaround donc exactement ce qui t'intéresse mais impossible de remettre la main dessus.
Sinon nhk_9 avait écrit 2-3 bribes, si ça t'intéresse :

http://www.geocities.jp/thetroposphere/psi_tips.html

[Spiral]

Juste, il n'y a pas la variable du temps de poussée effectuée par le pouce qui entre en jeu ?

[Smile[PkT]]

Pour ce qui est du rapport avec le theme de l'année, t'embête pas trop si c'est pas hyper lié. Tant que le sujet est bon et bien maitrisé, le jury s'en fout à peu près.
Pour le sujet en lui même, je trouve ça osé mais pourquoi pas.

[Lindor]

Le thème, ils s'en fichent. De plus, si c'est un TIPE d'essai, en MPSI, le thème est encore le mouvement.

Par contre... C'est très pauvre le PS. C'est un exercice de physique quoi, mais y'a absolument rien à part des calculs compliqués. Pas de recherche, rien du tout. Et ce serait encore pire si tu montrais au jury ce que tu sais faire, puisqu'il en a rien à cirer.

Il te faudrait au moins une problématique, quelle serait-elle ?

[Helmer]

Pour coller avec le thème prévision, ça aurait été quelque chose dans le genre "est ce que avec un jeu X de conditions initiales (angle, norme point de saisie du sylo ...) ma figure sera réussie ou non ?" Le TIPE en question est théoriquement fait comme TIPE blanc mais beaucoup de 3/2 reprennent le TIPE de leur première année (du moins dans mon lycée c'est assez répendu), ça évite des tracas supplémentaires en seconde année.

Les "bribes" de nhk_9 sont assez intéressantes (merci beaucoup pour le lien Fratleym), ça ressemble un peu à ce qu'on voulait faire : fixer toutes les variables initiales et en faire varier une seule pour voir comment se comporte le système lors du mouvement. Bien entendu faire varier l'angle de poussée initiale (et surement aussi le temps de poussée comme l'a dit Spiral) ce n'est pas facile à faire et à mesurer avec une main. On pensait essayer de recréer le geste avec l'aide d'un ressort, une sorte de main simplifiée qui nous aurait permis d'obtenir des valeurs expérimentales, tracer des courbes ect...

A partir de toutes ces données, nous aurions pu faire des conjectures sur comment se comporte le stylo et les démontrer par le calcul dans un second temps ce qui nous aurait aussi permis de montrer pourquoi est ce que le mouvement est physiquement possible.

Par exemple si vous observez un peu vous verrez que lors d'un beau TA bien réussi le stylo est toujours en contact avec le pouce et celà en un point différent du stylo à chaque instant t, mais ce qui est intéressant surtout c'est que lorsque le stylo est à l'horizontale, c'est à dire lorsque le mod passe de l'autre côté du pouce, ce point de contact correspond au barycentre du mod (c'est assez logique d'ailleurs) et c'est vraissemblablement un point d'équilibre (d'où la possibilité de faire des thumbspins). De là on peut déduire que pour réussir la figure il suffit d'avoir les conditions initiales qui permettront au barycentre de se "poser" sur le dessus du pouce.
Et on peut encore trouver d'autres trucs comme ça je pense.

Tout ça pour dire que le sujet tombe finalement à l'eau, d'après ma prof de physique (qui sait plus ou moins faire un TA, elle s'entraine pendant les séances d'ADS) on ne pourrait pas totalement résoudre le problème comme un système à deux points étant donné qu'il y a un phénomène de levier qui s'applique en des points différents du stylo (la réaction du pouce sur le mod se déplace) ce qui nous fait non pas une force qui s'applique en un point mais un champ de forces et là on bascule en mécanique du solide ce qui est totalement hors programme pour nous cette année et on ne peut pas l'éviter.
Deuxième problème : d'après elle l'axe de rotation du stylo n'est pas fixe et ça c'est embêtant, apparement ce n'est même pas au programme de deuxième année...

Donc nous abandonnons le projet (dommage je trouvais ça pas mal) et nous cherchons autre chose.
Merci pour vos réponses en tout cas et désolé de ne pas avoir répondu plus vite, je suis interne et nous n'avons pas la wifi à l'internat donc pas de connexion possible.