Rigidité

Si l'on regarde un de ces échafaudages improbables chinois on est tout de suite frappé par les longs chaumes obliques qui rigidifient le tout.
Les constructeurs profitent ici du troisième cas d'égalité des triangles : les angles ne peuvent pas changer si les côtés sont fixés.

Cette rigidification semble fonctionner aussi dans le cas de figure illustré plus bas, d'où les triangles sont absents.
Mais comment le prouver ? Je me noie dans les calculs.

P.S. En dimension 3 l'hyperboloïde réglé, où les génératrices sont articulées en leurs points d'intersection, se replie (c.f. Hilbert & Cohn Vossen).74184

Réponses

  • Comme les longueurs des barres sont fixées, on a nécessairement un parallélogramme.
    Appelons $\let\th=\theta\th$ l'angle formé par les barres, mesuré en bas à gauche. Dans un repère centré au coin en bas à gauche, les extrémités de la barre transversale (de longueur $z$) ont pour coordonnées $(z\cos\theta+y,z\sin\theta)$ et $(x,0)$. Le carré de la longueur de la barre transversale est donc\[(z\cos\theta+y-x)^2+z^2\sin^2\theta=2z(y-x)\cos\theta+z^2+(x-y)^2.\]C'est une fonction strictement monotone de $\th$ qui prend la valeur $z^2$ en un point au plus : $\arccos\dfrac{x-y}{2z}$.

    Ce $2$ au dénominateur m'étonne un peu parce que la condition pour qu'il y ait une position qui convient me semble être $z+y\ge x$ (parallélogramme aplati).
  • Comme les longueurs des barres sont fixées, on a nécessairement un parallélogramme.
    74188
  • Bon, un parallélogramme ou peu s'en faut.

    Le calcul doit au moins montrer que ce n'est pas déformable, cependant, non ? Ça pourrait être une définition de rigidité ?
  • Sous l'hypothèse $x\neq y$, que tu as escamotée. ;-)
  • Oui, j'ai un tout petit peu divisé par $x-y$ en effet. Pas mon genre de diviser par zéro, pourtant.
  • Bonjour
    Si j'ai bien compris l'énoncé, les longueurs $x$, $y$, $z$ dont données.
    Alors il me semble que le triangle isocèle de côtés $x-y$, $z$, $z$ rigidifie le système?
    Je m'attends à me faire incendier!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Les segments pointillés ne sont pas des barres que l'on rajoute mais leurs longueurs sont égales à $z$.
    Sur la figure, on lit: $$\cos(\theta)=\dfrac{x-y}{2z}$$74202
  • On ne peut pas rajouter de barres.

    Nommons les articulations ABCDEF en commençant en bas à gauche et en tournant dans le sens + .
    ABC sont alignés dans cet ordre, DEF aussi.

    Pas de rigidité si $x=y$.
    On pourrait essayer de montrer que l'angle en A ne prend que des valeurs discrètes, sans
    "diviser un petit peu par zéro"...
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