Rigide ou déformable ? Les maths des constructions magnétiques

Si on monte une étagère sans croisillon derrière, elle risque de s’écrouler.
Combien de liens sont alors nécessaires pour lier rigidement dans le plan entre eux 3 sommets ? 4 sommets ? n sommets ?

Et si on pose maintenant la même question dans l’espace à 3 dimensions ?

Avec les fameux jeux de construction constitués de sphères et de tiges aimantées, nous vous proposons d’aller à la rencontre de la théorie mathématique de la rigidité des structures formées de pivots et de barres.

Parmi les questions qu’on peut se poser en 2 dimensions :

Avec n boules et l liens, est-ce que je peux faire deux assemblages différents, l’un rigide et l’autre pas ? Ou est-ce que le caractère rigide ou déformable d’un assemblage ne dépend que des nombres de boules et de liens n et l ?

Parmi les questions qu’on peut se poser en 3 dimensions :

On prend 2 assemblages rigides avec n1 et n2 boules ; combien de barres sont nécessaires pour les attacher de façon rigide ?

(Atelier conçu par Julien Barré pour « Sciences et expériences » en 2013 quand il était au laboratoire J.A. Dieudonné).

Fiche pédagogique à venir.