Mercredi 4 juin 2014 à 9:51

Animaux

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    J’ai lu sur le journal « La Recherche, un article très intéressant de Greg Gbur, professeur à l’université de Caroline du Nord et je vais essayer de vous le résumer.
    Le sujet au départ paraît très futile et il a pourtant passionné les plus grands savants, car, en apparence il défie les lois de la mécanique : c’est le mystère des chats qui retombent toujours sur leur pattes.
    En effet, même si vous lâchez d’une faible hauteur (10cm) un chat en le tenant par les pattes, dos en bas et sans lui donner aucune impulsion, en un dixième de seconde, le chat se retourne et retombe sur ses pattes.
    Je vais vous expliquer pourquoi cela pose problème et vous faire un peu d’histoire
Demain je dévoilerai le mystère avec l’explication en images.

    Il est certain que d’une aussi faible hauteur et sans vitesse, le freinage par l’air ne peut intervenir sur la rotation. Le problème est donc purement mécanique et c’est là où le bât blesse.
    Vous avez sûrement appris en physique au lycée que lors d’un choc entre deux boules de billard, par exemple, deux principes devaient être appliqués : la conservation de l’énergie et la conservation des « quantités de mouvements », la quantité de mouvement de chaque boule étant définie par le vecteur mV (m est la masse et v le vecteur vitesse).   
    On peut faire ainsi une théorie du billard, simplifiée car elle ne tient compte, ni du frottement sur le tapis, ni de la rotation des boules autour d’un axe vertical (« l’effet qu’on peut lui donner »).
    Dans les phénomènes de rotation, on peut définir des grandeurs analogues et notamment une « quantité de rotation ». Elle dépend aussi de la masse de l’objet, mais aussi de la façon dont cette masse de matière est répartie et de la vitesse de rotation (ou pour un mouvement  uniforme de la fréquence de rotation).
    En fait cette grandeur, en physique est appelée le « moment cinétique ». Ce sont Newton, puis Euler qui en ont posé les bases mathématiques et physique.   
    De même que la mécanique classique est régie par le principe de la conservation de la quantité de mouvement, elle l’est aussi par la conservation de la quantité de rotation (le moment cinétique).
    Quelle sont les conséquence pratiques de ces notions :
              - d’abord, plus la masse est loin du centre de rotation, plus le moment cinétique est élevé; donc si vous prenez une roue de vélo, dont l’essentiel de la masse est la jante et le pneu, plus son diamètre est grand, plus il sera difficile de changer sa vitesse ou la direction de sa rotation (plus il faudra fournir d’énergie).
              - par ailleurs, si on veut communiquer un mouvement de rotation à un objet, (donc lui communiquer un certain moment cinétique), en fonction du principe de conservation, il faudra enlever la même quantité de rotation à un autre objet.
    Par exemple quand vous faite virer votre voiture, vous lui communiquez une certaine quantité de rotation et vous enlevez celle ci à la Terre sur laquelle elle s’appuie. Mais évidemment vu l’énormité de la masse de la terre par rapport à celle de la voiture, cela ne modifie pas le mouvement de la terre (si, mais d’une quantité infime).

    C’est là où le problème du chat se pose. Il n’est en contact avec rien. On le lâche verticalement et linéairement. Donc il ne peut diminuer la quantité de rotation d’un autre objet, et donc il ne peut en acquérir lui même.
    Il est donc impossible mécaniquement que le chat se retourne pour tomber sur ses pattes.
   « Et pourtant il tourne » aurait dit Galilée.
    Je vous en donnerai demain l’explication en images.   

    Cependant cela à provoqué des migraines à de nombreux savants, qui ont essayé de comprendre, et pas des moindres !!
    Le premier est Maxwell, le père de la lumière et de l’électromagnétisme et du concept d’ondes, qui vers 1860 effectua de nombreux essais sur des chats, à tel point qu’il eut auprès de ses élèves la réputation de jeter les chats par la fenêtre, et d’avoir trouvé une méthode pour les empécher de retomber sur leurs pattes, allégations toutes deux inexactes.
    Le physicien Stokes, père de la mécanique des fluides et de compréhension de la viscosité, mais aussi théoricien de l’optique s’est aussi intéressé au problème, vers 1870 et s’est aussi cassé le nez sur ce problème, malgré tout son talent.
    En effet, ils n’avaient pas les dispositifs de mesure permettant de « voir » les mouvements du chat, ceux ci s’effectuant en moins d’un dixième de seconde, et l’œil humain n’est pas capable d’une analyse aussi rapide à cause de la persistance rétinienne et du temps d’analyse des images par le cerveau.

    Le problème ne sera résolu que lorsque au 20ème siècle, on disposera de caméras rapides, capables de donner quelques centaines d’images par seconde.
    Je vous en donnerai demain la solution.
Par maud96 le Mercredi 4 juin 2014 à 11:17
"c'est là où le bas blesse"... je crois que la bonne orthographe est "c'est là où le bât blesse"...
mais pour cet article précis, c'est bien le "bas" de l'article, amputé par un "bug" qui en a avalé les dernières lignes, qui blesse...
Un de mes frères a voulu faire l'expérience en vacances dans le Lot : le chat a eu le temps-réflexe de s'accrocher à son bras au lieu de "tomber" et le griffer méchamment ! Les chats du Lot sont des "griffons" qui ornent les armoiries de famille !
Par lancien le Mercredi 4 juin 2014 à 15:12
Merci de me signaler que la moitié de l'article n'était pas là. En ce moment j'ai plein d'ennuis sur Cow et il faudrait tout vérifier. Et l'équipe cow ne fait rien même si on lui signale. Je vais fini par faire un article là dessus.
Pour le "bas" tu as tout à fait raison. j'ai écrit cela instinctivement sans réfléchir car je porte plus facilement des bas, mais cela vient des blessures causées aux ânes mulets et chevaux, auxquels on faisait transporter de trop lourdes charges
Merci et bien amicalement.
 

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