"Donnez moi un point fixe et un levier et je souleverais le monde" qu'à voulu dire exactement Archimède ? etait-il devenu fou ?


Petite expérience pratique pour commencer :
ouvrez une porte
maintenant essayez de la pousser pour la refermer avec l'auriculaire.
où avez vous posé votre doigt ? du coté des gonds ou bien à l'opposé ?
et oui c'est beaucoup plus facile de pousser le plus loin possible des gonds, c'est-à-dire du pivot.

On appelle moment d'une force sa capacité à faire tourner un système autour d'un point donné, appelé pivot.

Autre exemple :

prenez une tartine ( ! )
posez la au bord d'une table
si vous posez un poids au milieu de la tartine, elle a peu de chances de tomber
si vous le posez tout au bord, elle va basculer autour du point d'appui qui est le bord de la table. Le moment est plus grand dans le deuxième cas.

Plus la distance entre le pivot et l'endroit ou la force est appliquée est grand, plus le moment sera grand (donc en termes de tous les jours : plus le bras de levier est long et plus on se met au bord pour appuyer, plus c'est facile de soulever un grand poids)

Il faudra deux fois moins de force pour soulever un objet situé au bout de la planche (car la distance avec le pivot est deux fois plus grande).

Il existe plusieurs types de leviers :
le pivot est entre la charge et l'effort (balance / pied de biche)
le pivot est à l'extremité de la barre, l'effort est à l'autre bout et la charge entre les deux (brouette : pivot = roue, effort = poignées, charge = contenu)

Donc si on trouve un levier suffisament long et solide, un point fixe bien fixe, on peut soulever ce qu'on veut avec la force du petit doigt !

Pourquoi la tartine tombe t-elle toujours du mauvais coté ?

Certains me diront : c'est à cause de la loi de Murphy... (pour ceux qui ne connaissent pas, je pense qu'elle fera l'objet d'un article très prochainement :)  )
mais en fait, non, pas du tout, c'est tout à fait logique au contraire, c'est mécanique !

Plantons le décors. Lundi matin, nous voici chez la famille de monsieur Toutlemonde. Ils sont en train de prendre leur petit déjeuner. Pour gagner du temps madame tartine le beurre et monsieur la confiture, travail à la chaine c'est toujours le plus efficace !
Malheureusement M. Toutlemonde n'ayant pas encore bu son café, il n'a pas les yeux en face des trous et ne voit pas la tartine que sa douce moitié a préparé et qu'il est en train de pousser avec son coude... cette tartine s'approche doucement du bord de la table... encore quelques centimètres... on va bientôt avoir plus de la moitié de la tartine qui dépasse du bord... et c'est le drame, elle tombe !

On va faire un petit schéma pour éviter les gros calculs (pour la petite histoire, les calculs furent l'objet d'un problème de concours pour intégrer les écoles des mines...)


Au moment de la chute, voici la position de la tartine :
En équilibre sur le bord de la table, moitié dessus moitié dans le vide.
Le poids provoque la chute, la tartine tourne
elle arrive en bas avant d'avoir pu faire un tour complet
elle retombe à plat (parce qu'en équilibre sur la tranche, c'est quand même pas facile)... du coté du beurre !

La solution ?
- augmenter la hauteur de la table, de manière à ce que la tartine fasse un tour complet.
- poser la tartine à l'envers sur la table (...)
- mettre deux tartines l'une sur l'autre beurre contre beurre
- manger des céréales
- ...

Petite remarque, imaginons que les vénusiens mangent également des tartines pour le petit dejeuner...
La pesanteur sur Venus est différente de la terre, la tartine aura donc le temps de faire un tour et de tomber du bon coté ? et bien NON : si la pesanteur est différente, les venusiens auront leur taille en conséquence, donc la hauteur de la table et la taille de la tartine aussi... Le problème resterait le même !!! On n'a pas fini d'entendre rouspéter :)

J'habite pas très loin d'Orly et de temps en temps je vois passer des avions énormes, à chaque fois la taille de ces engins m'impressionne... Mais comment est ce que quelque chose de si lourd peut voler ?

Qu'est-ce qu'un oiseau et un avion ont en commun ? Les ailes me direz vous (enfin j'espere bien) et vous auriez raison, sans les ailes l'avion ne volerait pas !

Elles ont une forme un peu particulière : elles sont bombées sur le dessus.
L'air qui arrive au niveau de l'aile va se scinder en deux parties : une partie qui passe en dessous et une partie qui passe au dessus, puis les deux parties vont se retrouver en même temps derrière l'aile.
Or la partie qui est passé au dessus avait plus de chemin à parcourir (ben oui, puisqu'il y avait une courbe), du coup il a fallut que l'air aille plus vite pour arriver en meme temps.

Ceci va provoquer une aspiration des ailes vers le haut et donc de l'avion.
L'aspiration étant compensée par le poids, l'avion est maintenu en équilibre ! On appelle cela la portance.

En réalité il y a deux autres forces qui se compensent : la motorisation et la trainée (pour avoir une idée de ce qu'est la trainnée : mettez un petit drapeau sur votre antenne au dessus de la voiture, et roulez...) :

Ah et euh, comment on fait pour éviter une montagne ou pour redescendre ou pour tourner à gauche... bref pour diriger l'avion ?  Et bien c'est tout simple, on modifie la courbure :
Si on augmente la courbure des deux ailes, l'aspiration augmente, l'avion monte.
Si on augmente la courbure de l'aile droite et diminue celle de l'aile gauche :

l'avion monte vers la droite.. et tourne vers la gauche !

(oui le dernier dessin est plus beau que les autres, j'ai pas reussis à faire un avion de dos... et j'ai pas eu le courage de refaire tous les autres ;)  )

Et sinon les petits bateaux qui vont sur l'eau, pour marcher, ils ont des jambes ...

 
Imaginons, je suis au temps où Jules César a envahit toute la Gaule, toute ? presque, il reste un petit village peuplé d'irréductibles gaulois... bref vous voyez de quel moment je parle ?
Je suis un méchant pirate, vous savez le grand black costaud tout en haut du mas qui recherche les bateaux...
J'aperçois un bateau au loin, j'attrape ma longue vue et... arg il y a un gros roux avec des nattes (un peu enveloppé pardon) et un petit blond énergique... dans ma confusion je hurle "les gaugau, les gaugau..." et fais tomber ma longue vue...
où va-t-elle atterrir ?
- au milieu du bateau ?
- dans l'eau ?
- au pied du mat où je suis installé ?

Je sens que vous avez envie de différencier des cas (en tout cas moi oui) :

- le bateau est à l'arrêt :
Celui là est assez simple, c'est une chute classique, comme la pomme sur la tête de Newton : la longue vue tombe à la verticale de la vigie. Je pense que tout le monde est d'accord.

- le bateau avance :
Là aussi on a plusieurs cas possibles : il accelere, il ralentit, il est à vitesse constante.

Bon disons qu'il est à vitesse constante.

- Juste avant la chute de la longue vue :
Pour Asterix qui est immobile dans l'eau sur son navire, le bateau pirate avance à une vitesse v, et donc tout ce qui s'y trouve avance aussi à cette vitesse, y compris la longue vue.
Pour moi, Pirate, sur mon bateau : tout ce qu'il y a dessus me parait immobile.
(tenez pour exemple, avez vous déjà été dans un train, votre train à l'arret, et le train à coté qui démarre, n'avez vous pas eu l'impression que c'etait vous qui demarriez ? Et bien pareil, le mouvement est fonction de l'observateur...)

- Au moment ou je la lache :
elle avance encore avec sa vitesse initiale v, le bateau, lui, continue d'avancer à la même vitesse, et donc elle tombe vers le bas, tout en avancant à l'horizontale de cette vitesse v.

- au moment ou elle arrive en bas :
la hauteur est suffisament faible pour que la longue vue ne perdre pas l'élan que lui donne sa vitesse initiale. En resumé elle a avancé en même temps que le bateau, et arrive donc à la verticale par rapport à moi.
(Par contre pour Asterix elle ne tombe pas verticalement, elle tombe en avançant.)


Supposons maintenant que le bateau accélerait :
Appelons t0 le moment ou je lache la longue vue.

- juste avant la chute, on a, comme précédemment, le bateau et la longue vue qui avancent à une même vitesse v(t) (cette notation signifie que v dépend du temps, en effet à t=1 minute, la vitesse est inférieure par rapport à t=2 minutes puisque la bateau accélere)
(pour Asterix, parce que pour moi tout ce qui est sur le bateau est immobile, on est toujours d'accord ?)

- au moment de la chute :
ma longue vue et mon bateau sont à la vitesse v(t0)

- pendant la chute :
la bateau accelere, il est à v(t)>v(t0)
la longue vue est toujours à v(t0)

- arrivée en bas (fin de la chute) :
Le bateau a avancé plus que la longue vue (puisqu'il etait a une vitesse plus elevé) et donc la longue vue n'arrive pas à la verticale de la vigie.

Même chose dans l'autre sens si le bateau ralentit...

Vous pourrez faire des expériences dans un train si ca vous étonne ;)

(oui je sais les longues vues n'existaient pas à cette époque... mais vous croyez vraiment qu'Asterix et sa potion magique existaient ? hein ? :o) )

Hier soir c'était l'anniversaire de mon homme, ce week end j'ai été pas mal occupée, ma journée d'hier fut un poil surchargée, celle d'aujourd'hui risque d'être pareille... bref je suis très en retard sur mes articles de la semaine et je n'ai pas eu le temps d'écrire la moindre ligne pour aujourdhui !

Du coup, pour me faire pardonner, un petit texte de chanson plus bifluorée...

Par écrit ca ne vaut pas (vraiment vraiment pas) la version chantée, mais bon vous apprendrez peut être comment fonctionne un moteur... en cadeau bonus si vous connaissez ce groupe, vous l'aurez dans la tête pour la journée et sinon je vous invite à les découvrir : ils sont 4 (ils ne sont d'ailleurs plus que 3 je crois) chanteurs à textes rigolos.



Le moteur à explosion   
Paroles: Sylvain Richardot   1991  "Chanson Plus Bifluorée"

Quel est le principe du moteur à explosion
L'énergie thermique
Produite par combustion
Quelle est sa dynamique
Et ses multiples fonctions
Voyons le principe du moteur à explosion
La soupape d'admission s'ouvre,
Le piston aspirant ainsi le carburant
Le piston comprime
En remontant le carburant,
Ensuite a lieu le troisième temps
Les soupapes étant fermées
Le piston redescend
Les soupapes s'ouvrent,
Le piston pousse en montant
Le piston pousse en montant
Et tout ce système fonctionne en utilisant
L'énergie thermique du mélange carburant
Aspiration, compression,
Temps moteur, expulsion
Sont les données de la propulsion
Mais attention, nous ne parlons ici
Que des types de moteurs à explosion,
Oui !!!
Quel est le principe du moteur à explosion ?
Quel est le principe du moteur à explosion ?
L'énergie thermique du mélange carburant
Voilà le principe du moteur à explosion
Qui fut à l'époque une vraie révolution