mercredi 31 janvier 2018

Une très longue corde hypothétique

(Oui, je sais, après avoir annoncé que je ne bloguerai plus, je blogue deux jours de suite. Tout est normal.)


— Maman, si on creusait un trou jusqu'au centre de la Terre – on dirait qu'il ferait pas chaud et que ça brûlerait pas et tout – et qu'on avait une corde assez longue enroulée – on dirait que ça existerait – et qu'on lâcherait un bout de la corde dans le trou, il faudrait combien de jours ou d'heures ou de minutes pour qu'elle se déroule en entier ?

Misère. Quand ce n'est pas l'un, c'est l'autre.
(Je vous laisse deviner lequel...)



CODA : Après avoir commencé par expliquer que ça dépendait de la vitesse de la corde, de la gravité, de la présence ou non de l'air, tout ça, j'ai tout de même voulu donner un ordre de grandeur à l'enfant curieux. J'ai donc pris l'hypothèse – totalement fantaisiste, je sais – que la corde aille à la même vitesse (constante) qu'un avion, et j'ai expliqué que puisqu'un avion met environ 12h pour aller à l'autre bout de la Terre, disons en Australie ["Non, en Nouvelle-Zélande !" a corrigé le Grand], il faudrait à la louche quatre heures à la corde pour arriver au centre, puisque la demi-circonférence de la Terre est égale à environ trois fois son rayon.
Regards totalement perplexes du Grand et de Darling (ma dernière phrase ne s'adressait pas vraiment aux trois petits).
— Mais enfin, je veux bien que vous ne soyez pas matheux, mais vous connaissez le rapport entre la circonférence d'un cercle et son diamètre, non ?
— Le quoi ?
— C'est quoi un rapport ?
— L'un divisé par l'autre ! Allez, c'est l'un des nombres les plus célèbres qui existent ! On parle d'un cercle !
— Euh... deux ?
(soupir)


11 commentaires:

  1. C'est normal. Toutes les stars font ça : ça permet de très longues tournées d'adieux, puis de très juteuses tournées de comeback, et ça alimente les journaux à scandales.

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    1. J'ai passé un certain temps à essayer de trouver le rapport entre les stars et les cordes...

      (Oh, tu crois qu'ils vont parler de moi dans les journaux à scandales ? chic, chic !)

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    2. Ah!
      En fait : rien a voir avec le réel sujet du billet
      Mon commentaire subtil faisait référence à ta première parenthèse, celle où tu écris en petit, au tout début du billet...;-)

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    3. Oui, j'ai fini par comprendre !

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  2. Euh... Il faut 24h pour atteindre l'Australie en avion c'est sans doute pour ca que le grand et Darling te regardaient d'un air ahuri ;-)

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    1. Mais non, pas 24h de vol sans escale, si ? Si un avion pouvait y aller tout droit sans se ravitailler, il mettrait quoi, 18 heures, peut-être ?
      (En fait je n'en sais rien, je ne suis jamais allée si loin...)

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    2. Ben certes on ne peut pas y aller d'une traite (quoique je crois que l'A380 y arriverait mais la ligne ne serait pas super rentable) Je crois qu'il y a 22h de vol sec (sans compter le temps passé en escale) alors oui disons que si on enlève les phases d'atterrissage décollage on gagnerait un peu et donc 18-20h me semblent pas mal...

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  3. Plutôt que la vitesse d'un avion, je partirais sur la vitesse de la chute libre dans l'air d'un objet. On reste dans le pifomètre.

    Il y a aussi un malentendu entre arrivé au centre de la terre (la question de la/du petit) et traverser la terre de part en part.
    Errata : mon erreur. Pour partir du périmètre du cercle pour retrouver le rayon, tu as raison, il faut multiplier par 2 la durée (puisqu'on a qu'un demi-cercle pour arrivé aux antipodes) puis divisé par 2 pour passé du diamètre au rayon (circonférence = rayon x 2 x pi), donc oui tu as raison, divisé par pi suffit à trouver directement le rayon donc à arriver au centre de la terre.

    Merci google :
    Diamètre de la Terre : 12 742 km
    Donc centre de la terre : ~6000 km
    Vitesse d'un avion de ligne : 900 km/h = 6,66666 heures (diable! :D)
    A mon grand étonnement, l'avion est plus rapide que la chute libre.
    Vitesse d'une chute libre : 200 km/h => 30 H

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  4. Rien compris à cette Odyssée de Pi au Centre de la Terre...

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  5. Ca fait longtemps que je voulais écrire une réponse à cet article mais je n'en avais pas encore pris le temps...
    Tout d'abord, c'est chouette que tes enfants se posent plein de questions comme ça !

    La "vitesse de la chute libre" dépend énormément de l'objet dont on parle !!!
    La vrai chute libre (sans frottements, ou tant que les frottements sont négligeables), si tant est que cela est un sens vu le problème, est une accélération permanente. Soit une vitesse qui gagne 10m/s (g) toutes les secondes... (à la surface de la terre)
    Un petit peu de calcul et d'équations plus tard, on montre alors que la hauteur de chute (h en mètres) et le temps de chute (t en secondes) sont reliés par l'équation suivante:
    t= racine(2h/g)
    ou encore h=1/2*g*t²
    C'est la formule qui permet par exemple de connaitre facilement et assez précisément la profondeur d'un puits avec un simple chronomètre et une petite pierre... (à tester avec les enfants, c'est très amusant. C'est d'ailleurs l'expérience la plus intéressante qui se rapproche de la question de ton fils que je te propose de lui faire voir)

    Ce calcul, purement théorique, indique qu'il faut 6min pour chuter de 6400km à un objet sans frottement.
    Mais :
    - "g" n'est alors plus constant (normalement augmente quand l'altitude diminue mais ce n'est plus valable quand on se rapproche du centre de la terre, mais là les calculs comme les explications deviennent très compliqués)
    - les frottements sont alors tout sauf négligeables vu les vitesses atteintes (environ 13000km/h au bout de 6min), même pour un objet bien aérodynamique (obus)
    - et surtout, le déroulement d'une corde qui tombe est tout sauf une chute libre et est à mon sens extrêmement compliqué à modéliser. Il dépend de plein de paramètres en effet (type de corde, poids de la corde, frottements autour de l'axe du touret autour duquel est enroulé la corde, gravité variable en fonction de où on en est du trajet, etc etc). Même en prenant des hypothèses, je suis pas sur qu'on arrive à faire un calcul, même complexe, aboutissant à un résultat qui vaille quoi que ce soit...

    Par contre, pour titiller l'imagination de ton fils, tu pourras le brancher sur l’ascenseur spatial (voir wikipedia et autres) qui est une application intéressante proche de son idée de départ... et accessoirement, bien que futuriste, loin d'être une vue de l'esprit ! Et certaines méthodes envisagées pour en construire partent précisément de ce principe de laisser se dérouler un très long câble (>36000km) grâce à la gravité...

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    1. Oh, waouh, je n'en espérais pas tant ! Oui, l'expérience de la pierre et du puits est intéressante, je la tenterai quand il sera un tout petit peu plus grand. Et je vais regarder cette histoire d'ascenseur spatial !

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