--- title: "Les aimants" book: "Physique du primaire et du collège" subject: physics language: fr chapter: 6 exercises: 9 source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants --- # Chapitre 6 — Les aimants Sur la porte du réfrigérateur, de petites figurines tiennent des dessins sans colle, sans ruban adhésif, sans crochet. Décolles-en une : rien de collant au dos — et pourtant elle saute en arrière et tient bon. Ces petites figurines cachent un [aimant](#def-g1-magnets-magnet), et les [aimants](#def-g1-magnets-magnet) sont pleins de surprises qui valent tout un chapitre d’expériences. ## 6.1 Ce qu’un aimant attrape **Définition 6.1 (Aimants).** Un *aimant* est un morceau de pierre ou de métal un peu spécial, qui tire certains objets vers lui sans les toucher. On dit qu’il les *attire*. Les objets qu’il attire se collent à lui ; les autres ne s’occupent pas de lui du tout. **Exemple 6.2 (À toi de jouer : l’essai d’attraction).** Promène-toi dans la maison avec un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) et essaie-le sur : un trombone, un clou, la porte du réfrigérateur, une cuillère en bois, une brique de plastique, une feuille de papier, un verre, un bouchon de liège. L’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) attrape le trombone, le clou et la porte du réfrigérateur — et ignore tous les autres. Seuls certains objets obéissent aux [aimants](#def-g1-magnets-magnet). ![L’essai d’attraction : le trombone et le clou se précipitent sur l’aimant ; le liège et le plastique restent exactement où ils sont.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g1-magnets/fig-b2b20f9eeb5c.svg) *L’essai d’attraction : le trombone et le clou se précipitent sur l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) ; le liège et le plastique restent exactement où ils sont.* **Exemple 6.3 (Le métal préféré de l’aimant).** Regarde ce qui s’est fait attraper : le trombone, le clou, la porte du réfrigérateur. Tous sont en *fer* (ou en acier, qui est surtout du fer). Le bois, le plastique, le papier, le verre, la pierre : jamais. Et voici la belle surprise : même certains *métaux* sont ignorés — essaie une pièce de monnaie ou une feuille de papier d’aluminium. Un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) n’aime pas les métaux ; il aime le fer. ## 6.2 La portée de l’aimant **Exemple 6.4 (À toi de jouer : attraper à travers).** Pose un trombone sur la table et tiens ton [aimant](#def-g1-magnets-magnet) *sous* le plateau, juste au-dessous du trombone. Déplace l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) : le trombone glisse sur la table comme par magie — l’attraction traverse le bois. Cela marche aussi à travers le papier, le carton, un verre d’eau : laisse tomber un trombone dans le verre et fais-le remonter le long de la paroi avec l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet), sans te mouiller les doigts. ![Un trombone au bout d’un fil, tendu vers l’aimant placé en dessous — par-dessus un espace d’air, sans aucun contact.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g1-magnets/fig-62452832c640.svg) *Un trombone au bout d’un fil, tendu vers l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) placé en dessous — par-dessus un espace d’air, sans aucun contact.* **Remarque 6.5 (Tirer sans toucher).** Pense à quel point c’est étrange. Pour déplacer un jouet, il faut le toucher : le pousser, le tirer, lui donner un coup de pied. L’[aimant](#def-g1-magnets-magnet), lui, déplace le trombone *à travers l’air vide*, à travers le bois, à travers l’eau, sans rien toucher. Bien peu de choses, dans la nature, agissent sans toucher — garde cet émerveillement dans un coin de ta tête, car il reviendra, bien plus tard, comme l’une des idées les plus profondes de ce cours. ![De vrais aimants au travail : des trombones pendent au bout d’une tige aimantée. Le trombone rose est recouvert de plastique — l’attraction traverse son habit sans difficulté. Photo : Donald Olszewski, CC BY 4.0.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g1-magnets/img-eb3a72a20bde.jpg) *De vrais [aimants](#def-g1-magnets-magnet) au travail : des trombones pendent au bout d’une tige aimantée. Le trombone rose est recouvert de plastique — l’attraction traverse son habit sans difficulté. *Photo : Donald Olszewski, CC BY 4.0.** **Méthode 6.6 (La pêche à l’aimant).** Un jeu à deux, et un vrai test de la portée : 1. Attacher un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) à une ficelle — c’est la canne à pêche ; 2. éparpiller des trombones sur le sol — ce sont les poissons ; 3. descendre l’ [aimant](#def-g1-magnets-magnet) lentement, de très haut, au-dessus d’un trombone ; 4. arrêter de descendre à l’instant où le trombone saute vers l’ [aimant](#def-g1-magnets-magnet) . Le saut n’a lieu que lorsque l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) est proche : l’attraction est forte près de l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) et faiblit vite quand on s’éloigne. ## 6.3 Deux aimants ensemble **Exemple 6.7 (À toi de jouer : tirer ou pousser ?).** Prends deux [aimants](#def-g1-magnets-magnet), un dans chaque main, et rapproche lentement leurs extrémités. Parfois ils se jettent l’un sur l’autre et se collent d’un coup. Retourne maintenant un des [aimants](#def-g1-magnets-magnet), l’autre bout en avant : rapproche-les de nouveau, et cette fois tu sens une *poussée* douce et élastique — les [aimants](#def-g1-magnets-magnet) refusent de se toucher, comme si un coussin invisible se trouvait entre eux. Les deux mêmes [aimants](#def-g1-magnets-magnet) : dans un sens ils s’attirent, retournés ils se repoussent. ![Deux aimants aux extrémités colorées, deux fois. Quand deux extrémités différentes se font face, les aimants s’attirent ; retourne l’un pour que les mêmes extrémités se fassent face, et ils se repoussent.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g1-magnets/fig-211cc3f6246b.svg) *Deux [aimants](#def-g1-magnets-magnet) aux extrémités colorées, deux fois. Quand deux extrémités *différentes* se font face, les [aimants](#def-g1-magnets-magnet) s’attirent ; retourne l’un pour que les *mêmes* extrémités se fassent face, et ils se repoussent.* **Remarque 6.8 (Les deux extrémités).** Les deux extrémités d’un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) ne sont donc pas pareilles, même quand elles se ressemblent ! Chaque [aimant](#def-g1-magnets-magnet) a deux extrémités différentes, et le jeu de l’attraction et de la répulsion dépend de celles qui se rencontrent. Fais aussi l’essai des trombones : ils s’agglutinent aux deux bouts d’un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) droit et ignorent à peu près son milieu. Ces deux extrémités particulières ont un nom et un métier célèbre — guider les voyageurs à travers le monde — mais cette histoire attend une année plus avancée de ce livre. ## 6.4 Exercices **Exercice 6.1 ★.** Range en « l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) l’attrape » et « l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) l’ignore » : un clou ; un bouchon de liège ; un trombone ; un canard en plastique ; une cuillère en acier ; une feuille de papier. **Solution de Exercice 6.1.** Attrapés : le clou, le trombone, la cuillère en acier. Ignorés : le bouchon de liège, le canard en plastique, la feuille de papier. **Exercice 6.2 ★.** Quelle matière un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) aime-t-il ? Nomme deux métaux ou matériaux que l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) ignore malgré tout. **Solution de Exercice 6.2.** Le fer (et l’acier, qui est surtout du fer). Ignorés malgré tout : une pièce de monnaie et du papier d’aluminium — des métaux, mais pas du fer. **Exercice 6.3 ★.** Un dessin tient sur la porte du réfrigérateur sous une figurine aimantée. Qu’y a-t-il entre l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) et la porte ? Que montre cela sur l’attraction de l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) ? **Solution de Exercice 6.3.** C’est la feuille de papier (le dessin) qui se trouve entre les deux. L’attraction de l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) traverse le papier jusqu’à la porte en fer — elle agit à travers les objets. **Exercice 6.4 ★.** Un trombone tombe dans un verre plein d’eau. Comment le récupérer avec un [aimant](#def-g1-magnets-magnet), sans te mouiller les doigts ? **Solution de Exercice 6.4.** Fais glisser l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) contre l’*extérieur* du verre, juste à côté du trombone, et remonte-le lentement le long de la paroi : le trombone suit à l’intérieur, jusqu’au bord, tiré à travers le verre et l’eau. **Exercice 6.5 ★.** Dans le jeu de la pêche à l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) de [Méthode 6.6](#met-g1-magnets-fishing), le trombone ne saute que lorsque l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) s’approche. Que t’apprend cela sur l’attraction loin de l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) ? **Solution de Exercice 6.5.** Loin de l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet), l’attraction est trop faible pour déplacer le trombone ; elle ne devient forte que tout près. La portée de l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) diminue vite avec la distance. **Exercice 6.6 ★.** Approche deux [aimants](#def-g1-magnets-magnet) bout à bout : ils se collent d’un coup. Quel seul geste fait que ces deux mêmes [aimants](#def-g1-magnets-magnet) se repoussent ? **Solution de Exercice 6.6.** Retourner l’un des deux [aimants](#def-g1-magnets-magnet), pour que ce soit l’autre extrémité qui arrive en premier. Ils se repoussent alors au lieu de se coller. **Exercice 6.7 ★.** Où les trombones s’agglutinent-ils sur un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) droit : au milieu ou aux extrémités ? Que dit cela de l’endroit où un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) est le plus fort ? **Solution de Exercice 6.7.** Aux extrémités — les trombones ignorent à peu près le milieu. Un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) est le plus fort à ses deux bouts. **Exercice 6.8 ★.** Donne un point commun entre un [aimant](#def-g1-magnets-magnet) et ta main qui déplace un jouet, et une différence totale. (Pense à [Remarque 6.5](#rem-g1-magnets-notouch).) **Solution de Exercice 6.8.** Point commun : tous les deux peuvent tirer un objet vers toi. Différence : ta main doit toucher le jouet, alors que l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) tire le trombone à travers l’air vide, à travers le bois et à travers l’eau, sans rien toucher. **Exercice 6.9 ★★.** Tom dit : « Les [aimants](#def-g1-magnets-magnet) attirent tout ce qui est en métal. » Imagine une petite expérience avec une pièce de monnaie, un clou et du papier d’aluminium pour tester la phrase de Tom, dis ce qui va se passer — et corrige sa phrase. **Solution de Exercice 6.9.** Approche l’[aimant](#def-g1-magnets-magnet) de chaque objet à tour de rôle. Le clou saute vers lui ; la pièce et le papier d’aluminium ne bougent pas, bien qu’ils soient tous deux en métal. La phrase de Tom est donc fausse telle quelle ; corrigée : « Les [aimants](#def-g1-magnets-magnet) attirent les objets en fer (ou en acier), pas tous les métaux. »