La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)

par Topsy Turvy Mar 16 Mai 2023 - 20:27

Dans les gens que j'aime bien, il y a, entre autres, Jean-Marc Lévy-Leblond.
il a enseigné dans les départements de physique, de philosophie et de communication
https://fr.wikipedia.org/wiki/Jean-Marc_Lévy-Leblond

Il a publié des trucs sympas, dont cette paire d'ouvrages, malheureusement plus édités :
La Physique en questions, exercices de physique générale, en 2 tomes : 1. Mécanique, 2. Électricité et magnétisme (Vuibert)

En apéritif, je propose la question qui figure dans le texte de présentation du tome 1.
Les savants et les joueurs sont invités à répondre de tête ou en spoiler, pour ne pas gâcher.

Une corde passe par-dessus une poulie en pendant symétriquement de chaque côté. A l'une des extrémités est agrippé un singe et à l'autre, on a suspendu un miroir de même poids que lui. Effrayé par son image, le singe tente d'y échapper en grimpant le long de la corde. Que se passe-t-il alors ?

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Monkey_mirror

par Topsy Turvy Mar 16 Mai 2023 - 22:08

Je propose une variante de la donnée pour peut-être faciliter la représentation de la situation et de son évolution. Disons qu'au départ il y a un couple de vrai jumeaux, chacun agrippé à une extrémité d'une corde, soutenue en son milieu par une poulie. On imagine tout assez grand pour éviter que l'un et l'autre soient en contact, pour qu'il y ait bien la possibilité d'observer un effet, etc. L'un des deux ne fait rien d'autre que de rester agrippé. L'autre se met en tête de faire, pour sa part, un entrainement de grimper à la corde. Il s'active, tend les bras, saisit la corde, tire, bloque avec les jambes, recommence, etc. Que se passe-t-il alors ?

par Laelia Mar 16 Mai 2023 - 22:22

Spoiler:

par persntm 2 Mer 17 Mai 2023 - 1:55

Topsy Turvy a écrit:Je propose une variante de la donnée pour peut-être faciliter la représentation de la situation et de son évolution. Disons qu'au départ il y a un couple de vrai jumeaux, chacun agrippé à une extrémité d'une corde, soutenue en son milieu par une poulie. On imagine tout assez grand pour éviter que l'un et l'autre soient en contact, pour qu'il y ait bien la possibilité d'observer un effet, etc. L'un des deux ne fait rien d'autre que de rester agrippé. L'autre se met en tête de faire, pour sa part, un entrainement de grimper à la corde. Il s'active, tend les bras, saisit la corde, tire, bloque avec les jambes, recommence, etc. Que se passe-t-il alors ?

Ah ouais, c'est compliqué ! (ou pas, mais, là tout de suite, ça ressemble â une énigme... scratch

)

Réflexion en spoiler, ne pas lire pour ne pas être enduit d'erreur:

par Topsy Turvy Mer 17 Mai 2023 - 8:43

Une autre très accessible pour se mettre en forme, je repasserai avec les développements de chacune si nécessaire ou désiré, l'idée est bien de s'amuser sur de vraies questions qui peuvent paraître évidentes ou laisser songeur.

Pourquoi le sel est-il soluble dans l'eau et pas dans l'huile ?

par Laelia Mer 17 Mai 2023 - 9:33

huile sel:

par isadora Mer 17 Mai 2023 - 10:36

est ce que sans réflexion scientifique ou connaissances en chimie on peut répondre naivement : parce que l huile et l eau ne se mélangent pas ?

par Topsy Turvy Mer 17 Mai 2023 - 12:50

Tout le monde peut répondre, avec grand plaisir.

On ne s'intéresse pas ici à qui sait quoi, ni qui serait plus juste ou moins juste. Je ne vais proposer que quelques-unes des questions qui peuvent me paraître éventuellement amusantes, intrigantes, étonnantes, bizarres,... Il n'y a pas de volonté de piéger, ni d'évaluer des connaissances. L'idée est de jouer, éventuellement en se grattant la tête, mais sans s'arracher les cheveux. Pour une idée de ce qui anime Lévy-Leblond :

...« (re)mettre la science en culture ». « Depuis longtemps, Jean-Marc Lévy-Leblond tire la sonnette d’alarme sur la nécessité d’une intelligence publique des sciences, où se noueraient savoirs, recherche, culture et politique [...]. Afin de préserver d’authentiques discours scientifiques et éviter un fossé d’incompréhension entre les spécialistes et le grand public, mais aussi cultiver la nécessité d’une histoire des sciences, contre l’illusion d’une universalité de la connaissance scientifique, contre le présentisme et les phantasmes de contemporanéité absolue, contre la soumission des sciences aux impératifs industriels, contre l’uniformisation planétaire qu’installe la domination des technosciences ». ...

https://fr.wikipedia.org/wiki/Jean-Marc_Lévy-Leblond

Toujours pour donner une idée de ce qui anime Lévy-Leblond, deux des trois citations qui ouvrent le second tome :

Si l'on plonge un illettré total et une marchande de gaufres dans un bain de yaourt et qu'on les réunit par un fil de cuivre de diamètre convenable, on obtient un courant électrique tellement faible qu'il ne peut servir à rien.

Cavanna, Le saviez-vous ? (Petite encyclopédie portative pour consoler les bons-à-rien.) (Éditions du Square, Paris, 1979).

Je connais la tendance de l'esprit humain à faire n'importe quoi plutôt que de penser. Certes, aucun d’entre nous n’espère réussir sans travail. Nous savons tous qu'acquérir un tant soit peu de science exige un effort intellectuel considérable, et je suis sûr que nous y sommes prêts pour avancer dans notre disci pline. Mais effort intellectuel n'égale pas pensée. Et ceux qui, à grand'peine, ont acquis l'habitude de s'appliquer à leur tâche, souvent trouvent plus aisé d'apprendre une formule que de maîtriser un principe. Je m'efforcerai ici de vous montrer, et vous le vérifierez plus tard, que les principes sont fertiles en résultats, alors que les résultats seuls sont stériles. Celui qui a appris une formule est à la merci de sa mémoire, mais celui qui a maîtrisé un principe peut garder son esprit libre de formules, sachant qu'il peut en fabriquer autant que nécessaire, le moment voulu. Dois-je ajouter que, malgré le recul naturel de l'esprit devant le dur processus de la pensée, pourtant, ce processus une fois accompli, l'esprit ressent une puissance et une jouissance que l'amènent à mépriser désormais les peines et angoisses qui accompagnent son passage d'un stade de développement à un autre ?

James C. Maxwell, Conférence inaugurale au King's College de Londres (1860) (texte original reproduit dans Am. J. Phys. 47, 928 (1979)].

Parce que j'ai le vilain défaut de creuser quand un truc m'intéresse, le texte de la leçon inaugurale de Maxwell est accessible en PDF par là, en anglais :
https://pubs.aip.org/aapt/ajp/article/47/11/928/1050983/James-Clerk-Maxwell-s-inaugural-lecture-at-King-s

Pour le singe et le miroir, il est vrai qu'en agrandissant les éléments pour bien visualiser j'ai amené à considérer le poids de la corde. Alors on va rectifier la longueur de la corde pour qu'on ait toujours le même poids de corde de part et d'autre (pour la poulie). Singe ou miroir ou jumeaux sont donc accrochés, par exemple à deux mètre du sol dans une salle de gymnastique, à une corde très longue dont les extrémités reposent au sol, avec beaucoup de marge de part et d'autre.

parce que l huile et l eau ne se mélangent pas

Ce qui est juste mais qui m'amène à demander pourquoi ils ne se mélangent pas, l'un et l'autre effet découlant de la même cause. Ce à quoi on est encore libre de proposer des réponses plus ou moins naïves ou expertes, pour autant qu'on y ait du plaisir à s'étonner, s'émerveiller,...

par Invité Mer 17 Mai 2023 - 13:54

par Topsy Turvy Mer 17 Mai 2023 - 15:54

Si tu trouves les textes de l'époque qui en parlent cela m'intéresse

Le Treatise on electricity and magnetism de Maxwell (1873) est consultable en pdf de livre numérisé, par exemple là le premier volume :
https://www.aproged.pt/biblioteca/MaxwellI.pdf
ou en format texte, par exemple sur wikisource :
https://en.wikisource.org/wiki/A_Treatise_on_Electricity_and_Magnetism
Les trois volumes de travaux de Maxwell aux archives du King's College ne sont pas numérisés.

Delphine et Marinette veulent se partager à parts égales le gros sucre d'orge ("candy cane") que l'oncle Alfred leur a acheté à la foire. Delphine propose de le suspendre par un fil, de trouver la position d'équilibre et de couper la canne au point d'attache ainsi déterminé.

Les deux parties ainsi obtenues ont-elles le même poids ? Sinon, lequel est le plus lourd ?

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par Invité Mer 17 Mai 2023 - 16:00

par persntm 2 Mer 17 Mai 2023 - 17:12

Topsy Turvy a écrit:
Delphine et Marinette veulent se partager à parts égales le gros sucre d'orge ("candy cane") que l'oncle Alfred leur a acheté à la foire. Delphine propose de le suspendre par un fil, de trouver la position d'équilibre et de couper la canne au point d'attache ainsi déterminé.

Les deux parties ainsi obtenues ont-elles le même poids ? Sinon, lequel est le plus lourd ?

Réponse:

par Topsy Turvy Jeu 18 Mai 2023 - 11:06

On continue...

Réponse du livre à la question du singe apeuré par son reflet :

Une autre :

a) Si l'on charge électriquement une bulle de savon, son diamètre va-t-il augmenter, diminuer ou rester le même ?
b) Si l'on place une bulle de savon dans un champ électrique uniforme, que devient sa forme ?

par isadora Jeu 18 Mai 2023 - 11:16

Delphine et Marinette...

je ne fonctionne qu'à l'intuition.

je me méfierais de la méthode telle quelle, je couperais la partie courbe pour obtenir un fer à cheval que je couperais en deux et je couperais en deux l'autre morceau. on peut se servir d'un fil qui équilibre les poids ou ...

pour couper en deux, je ferais comme j'avais instauré dans ma famille : "je coupe, tu choisis. "

la meilleure assurance que deux personnes soient servies à leur convenance pour un partage en deux. qui est quand même ce qu'on recherche dans cette histoire, non ? Cool

par Topsy Turvy Jeu 18 Mai 2023 - 11:46

Non mais toi, isadora, ça ne compte pas, tu penses à tout.
I love you

Réponse du livre pour le partage de Delphine et Marinette :

par persntm 2 Jeu 18 Mai 2023 - 12:09

Topsy Turvy a écrit:On continue...

Réponse du livre à la question du singe apeuré par son reflet :

Je ne trouve pas que la réponse soit compréhensible par des non physiciens. C'est ultra synthétique, et même à la fois technique et du genre pas clair.

par Laelia Jeu 18 Mai 2023 - 13:05

Spoiler:

par Topsy Turvy Jeu 18 Mai 2023 - 13:54

Ajout illustration de la situation du candy cane :

Pour la bulle de savon, on peut faire quelques expériences à la maison, en la prenant comme partenaire d'interaction de force électrostatique.

par Topsy Turvy Ven 19 Mai 2023 - 13:31

Quelques éléments de réponse à des questions posées ou pas, sur l'eau, le sel, l'huile, etc.

Pourquoi le sel se dissout dans l'eau est pas dans l'huile, pourquoi l'eau et l'huile ne se mélangent pas, pourquoi on utilise du savon pour se laver les mains, pourquoi on peut rater une mayonnaise... tout cela est un peu lié.

La réponse du livre en spoiler mais je réponds en clair ci-dessous :

On pourrait considérer que l'eau et l'huile ne se mélangent pas parce qu'ils n'ont pas la même densité, la masse volumique de l'huile étant plus basse que celle de l'eau. Mais ces deux liquides ne se mélangent pas non plus en apesanteur, par exemple dans la station spatiale internationale. On ne pourrait pas non plus les faire tenir dans un verre, et les astronautes se lavent les mains sans rincer, en faisant sortir une grosse goutte de savon très dilué d'eau, se frottant les mains avec, puis s'essuyant les mains avec un linge, qui sèche ensuite en cabine avant d'être réutilisé ainsi.

L'eau est une molécule très particulière, parce que c'est un dipôle (comme un petit aimant, même si très faible).

On va dire qu'on parle ici du sel de table, le chlorure de sodium, NaCl, Na+ Cl- sous forme ionique, le sodium cédant un électron au chlore, d'où la charge positive de l'un et négative de l'autre. Le sel de table forme des cristaux cubiques transparents, mais, broyé, les petits cristaux de NaCl en vrac paraissent blancs parce qu'ils dévient la lumière dans toutes les directions, au point de renvoyer toute la lumière blanche reçue.

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Selpologne

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Selpologne

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Sodium_chloride_dissolution

La nature polaire de l'eau rend compte de diverses particularité de l'eau. C'est un bon solvant pour les ions, donc les sels minéraux, mais ce n'est pas un bon solvant pour les substances apolaires (huiles, graisses, cires,...). On peut dissoudre les substances apolaires, mais avec un solvant apolaire lui aussi, par exemple une tache de graisse avec de la benzine rectifiée.

Mais c'est aussi la nature polaire de l'eau qui fait que les glaçons flottent. Habituellement, la baisse de température (énergie thermique, énergie cinétique des molécules) s'accompagne d'une rétractation de la matière, tandis que la hausse de température implique une dilatation de la matière. Mais l'eau se dilate en passant de l'état liquide à l'état solide (glace), parce qu'alors les molécules d'eau s'organisent en un réseau stable mais relativement espacé, à cause de sa forme et de sa nature polaire.

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) 10056_html_6e93a704

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) 10056_html_6e93a704

C'est aussi la nature polaire de l'eau qui fait que cette petite molécule est relativement gourmande en énergie thermique. La même quantité d'énergie thermique fournie à la même masse d'eau et d'huile voit la température de l'eau monter moitié moins vite que la température de l'huile. En miroir, l'eau libère relativement beaucoup d'énergie en refroidissant.

Pour revenir à la question des solvants, on ne peut pas retirer du gras avec de l'eau, sauf si on introduit un troisième type de molécules, amphiphile (=double-amour : une partie est hydrophile (car électriquement chargée), l'autre partie est hydrophobe ('lipophile') parce que non chargée). On en entend plutôt parler sous le nom d'émulsifiants ou de tensioactifs, par exemple.

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Micelle

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Micelle

par Topsy Turvy Ven 19 Mai 2023 - 16:38

Un piéton marche de nuit sur un trottoir, en ligne droite, à vitesse constante. La vitesse de l'ombre de sa tête sur l'asphalte diminue-t-elle, augmente-t-elle ou reste-t-elle constante lorsque le piéton s'approche du lampadaire responsable de cette ombre ?

par **RonaldMcDonald** Ven 19 Mai 2023 - 17:02

Topsy Turvy a écrit:
Un piéton marche de nuit sur un trottoir, en ligne droite, à vitesse constante. La vitesse de l'ombre de sa tête sur l'asphalte diminue-t-elle, augmente-t-elle ou reste-t-elle constante lorsque le piéton s'approche du lampadaire responsable de cette ombre ?

Je suis incapable de faire une réponse théorique. Je suis tellement en morceaux que je ne sais plus faire un cosinus (ça serait la méthode élégante). Alors je vais essayer de prendre un exemple pour me représenter la chose. Mettons que le lampadaire soit à deux fois la hauteur de la tête, par rapport au trottoir. Au final, on a un triangle rectangle. Enfin deux, le premier a une base de la moitié du deuxième, et le même sommet. In fine, quelle que soit la distance du piéton au lampadaire, on a toujours la taille de l'ombre qui est le double de la distance au lampadaire. Si on dérive la distance pour avoir une vitesse, on garde ce facteur 2. or la vitesse est assumée constante. Donc la vitesse de l'ombre de la tête est constante aussi.

Truc rigolo, après réflexion, le coup des triangles marche même si on ne passe pas strictement sous la lumière. On aura des triangles différents, mais leur projection sur le plan vertical qui passe sous la lumière ne modifie pas les distances dans le sens de la marche.

Et ce qui est rigolo, c'est que pour ces deux cas, mon premier instinct a été de me dire "ça ralentit en approchant". Mais mon instinct m'a aussi dit qu'il fallait écrire pour être sur. J'ai écrit. J'ai alors compris.

par persntm 2 Ven 19 Mai 2023 - 17:38

Topsy Turvy a écrit:
Un piéton marche de nuit sur un trottoir, en ligne droite, à vitesse constante. La vitesse de l'ombre de sa tête sur l'asphalte diminue-t-elle, augmente-t-elle ou reste-t-elle constante lorsque le piéton s'approche du lampadaire responsable de cette ombre ?

Spoiler:

par Topsy Turvy Ven 19 Mai 2023 - 18:25

J'adore ton cheminement, RonaldMcDonald.

Je pense qu'on tend à se faire avoir (dans un sens ou dans l'autre, en pensant instinctivement à une accélération ou à une décélération) à cause de l'inégalité des vitesses de la tête et de son ombre.

Plus simplement (dans la mesure où c'est sauf erreur au programme des collèges), on est dans une situation d'homothétie.

Si le chapitre homothétie a sûrement été oublié, je pense que beaucoup de gens peuvent avoir un vague souvenir d'un "théorème de Thalès" (je mets des guillemets parce que l'expression ne désigne pas partout la même chose) :

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Maxresdefault

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Maxresdefault

Le rapport d'homothétie est ici égal au rapport entre la hauteur du lampadaire et la différence des hauteurs du lampadaire et du piéton. Par exemple un rapport de 2 si on a un piéton de 1,8 m et un lampadaire de 3,6 m. Dans la mesure où on considère une ombre au sol, le lampadaire est forcément plus grand que le piéton, le rapport d'homothétie est donc supérieur à 1. La vitesse de l'ombre de la tête sera donc un multiple fixe de la vitesse du piéton (3 fois plus rapide si piéton de 2 m et lampadaire de 3 m ; 1.5 fois plus rapide si piéton de 1 m et lampadaire de 3 m ;...).

On se représente peut-être mieux que la vitesse sera supérieure mais constante si on ne considère pas l'ombre projetée d'un piéton mais l'image projetée d'une diapositive. Si on fait pivoter un peu, à vitesse constante, le projecteur à diapo, l'image projetée subira un déplacement plus important que la diapo, mais également à vitesse constante (100 fois plus vite si l'écran de projection est à 10 m de la lampe alors que la diapo est à 10 cm de celle-ci). Il faut alors bien considérer une rotation avec la lampe comme point de pivot, ou un déplacement de la diapo et pas de la lampe. Et il ne s'agit que d'une approximation, la surface de projection ayant peu de chance d'être courbe, mais c'est pour illustrer par une situation différente mais comparable qu'on peut avoir une vitesse supérieure mais constante de ce qui est projeté (que ce soit une ombre ou une image).

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Homothetie_fish

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Homothetie_fish

par Topsy Turvy Ven 19 Mai 2023 - 18:43

Dans Le Secret de la Licorne, Tintin, enfermé dans les caves du château de Moulinsart, tente de soulever une poutre pour l'utiliser comme bélier. Ne pouvant la soulever directement, il utilise une corde (faite de draps noués), enfilant celle-ci à travers un anneau dans le plafond, pour hisser la poutre. Est-ce que c'est crédible ?

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Poutre-couleurs

par persntm 2 Ven 19 Mai 2023 - 18:46

Topsy Turvy a écrit:
Dans Le Secret de la Licorne, Tintin, enfermé dans les caves du château de Moulinsart, tente de soulever une poutre pour l'utiliser comme bélier. Ne pouvant la soulever directement, il utilise une corde (faite de draps noués), enfilant celle-ci à travers un anneau dans le plafond, pour hisser la poutre. Est-ce que c'est crédible ?

Spoiler:

par **RonaldMcDonald** Ven 19 Mai 2023 - 19:39

Une poulie ne fait que retransmettre la force. Si il attache la corde au milieu (ce qui semble cohérent avec l'objectif de faire un bélier), la force nécessaire sera la même que si il essaye de la mettre sur son épaule.

Mais ce n'est pas le seul élément à prendre en compte : il y a aussi la biomécanique. Via la poulie, il peut utiliser tous ses muscles, mais aussi tout le poids de son corps, alors qu'en haltérophile, il ne va utiliser que certains muscles, et le poids de son corps ne lui sera d'aucune utilité.

Dit autrement, si l'astuce de la poulie ne réduit pas la force nécessaire (enfin, il faut voir la configuration, mais le milieu dans les deux cas me semble raisonnable), elle augmente la force disponible.

par Topsy Turvy Ven 19 Mai 2023 - 20:09

En effet, il y a un risque de confondre poulie simple, qui ne fait que modifier la direction d'application d'une force, et palan, qui permet de réduire la force nécessaire. L'illustration qui suit me semble faciliter la compréhension, même si le format d'origine est un peu petit (et donc c'est flou) :

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Le-systa-me-de-poulie-d-un-palan-8605

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Le-systa-me-de-poulie-d-un-palan-8605

Les masses sont indiquées et non les forces, mais on peut arrondir à une force de 1000 N comme poids d'une masse de 100 kg (car g=~10).

Le cas du singe avec le miroir est aussi un cas où seule la direction est modifiée. On pourrait représenter ce qui se passe d'une autre manière, en considérant par exemple deux patineurs sur la glace, reliés par une corde. Si un seul des patineurs tire sur la corde, les patineurs se rapprochent, chacun avançant vers l'autre, à la même vitesse.

Hergé devait avoir des idées très très vagues au sujet des poulies, parce qu'il a même proposé d'abord une 'pseudo exploitation' carrément contreproductive :

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Poutre-noir-et-blanc

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Poutre-noir-et-blanc

La page qui propose cette image débunk aussi l'idée de la poulie :
https://tintinomania.com/tintin-poutre-licorne

par Topsy Turvy Sam 20 Mai 2023 - 12:37

Laurel et Hardy repeignent leur maison. Ils ont placé une échelle, appuyée, contre la façade.

a) Hardy commence à grimper. "Attention, lui dit Laurel, l'échelle est trop inclinée, elle va finir par glisser." "Idiot", répond Hardy, "si ça tient quand je suis sur le troisième échelon, ça tiendra aussi quand je serai sur le dernier échelon." A-t-il raison ?

b) Arrivé au milieu de l'échelle, Hardy prend peur et adhère au raisonnement de Laurel. Il redescend et dit à Laurel : "Puisque tu es si intelligent, monte toi-même. Comme tu es plus léger, tu as plus de chances d'atteindre le sommet sans que l'échelle ne glisse." A-t-il raison ?

[On supposera, pour simplifier, que seul le frottement avec le sol, et non avec le mur, assure la stabilité de l'échelle.]

Une autre question annexe concernant les bulles de savon, avant de proposer réponses du livre et d'ailleurs. Pourquoi est-ce qu'elles éclatent, parfois même avant de toucher le sol par exemple ?

par Topsy Turvy Dim 21 Mai 2023 - 10:54

Au passage, pour vérifier si on a capté le principe des systèmes multi-poulies (palans) :
quelle est la fraction de la force P à exercer en F pour un maintien à l'équilibre ?

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Forum_272872_1

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Forum_272872_1

Retour à Lévy-Leblond. On va dire que Laurel et Hardy n'ont pas fait que de la peinture de bâtiment...

Un tableau est suspendu à un clou par une ficelle [dont les extrémités sont fixées de part et d’autres du tableau]. On néglige le frottement de la ficelle avec le clou et du tableau avec le mur.

a) L'équilibre peut-il exister dans d'autres positions que celle où le tableau est horizontal ?

b) L'équilibre est-il stable dans ladite position, horizontale, et dans les autres, s'il y en a ?

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) HangingPicture5-58c1a1255f9b58af5cdf3de4

par Charv Dim 21 Mai 2023 - 19:48

Topsy Turvy a écrit:Disons qu'au départ il y a un couple de vrai jumeaux, chacun agrippé à une extrémité d'une corde...

Euh, c'est pas que j'aie envie de pinailler à peine que je repasse par ici, hein, mais j'ai connu d'honnêtes vraies jumelles, tout ce qu'il y a de monozygotes. Eh bien, si l'une des deux était parfaitement svelte, sa frangine, en revanche, était très clairement obèse. (D'une obésité si morbide que je ne pense d'ailleurs pas qu'il aurait été judicieux de lui suggérer de se pendre à une corde...)

Le singe monte-en-l'air, et Delphine et Marinette mangent des cochonneries.:

par Charv Dim 21 Mai 2023 - 20:05

Accroche-toi au pinceau je retire l'échelle:

par Charv Dim 21 Mai 2023 - 20:23

L'affaire du tableau:

par Charv Dim 21 Mai 2023 - 20:41

Viens pou-poulie, viens pou-poulie, vieeeeeeens.:

par Topsy Turvy Dim 21 Mai 2023 - 21:22

Charv

Singerie :

Laure elle est hardie :

Laurie Zontale:

Reviens Pauline :

par Topsy Turvy Lun 22 Mai 2023 - 12:36

Le "système de poulies" en image un peu plus haut répartit la force sur deux brins à chacune des trois premières "poulies". Une force initiale P de 800 N serait retenue pour 400 N par la "poulie" 2, puis 200 N par la "poulie" 3 et enfin seulement 100 N par la force F. Ce "montage" est typiquement un exercice de raisonnement pur et pas un cas pratique de la vraie vie. Il réduit (en théorie, en effet, mieux vaut le préciser) la force à exercer par 2∙2∙2 = 2^3 = 8. Mais juste pour que le montage ne se pète pas la gueule. On n'est même pas dans une situation de palan (système avec poulies fixe(s) et mobile(s). C'est juste une suspension avec répartition de force, basta. Sorry pour l'exercice bidon. La prochaine fois je regarderais à deux fois avant de balancer le premier truc marrant parce qu'inhabituel.

Le tableau, dans l'idéal, ce serait un peu comme ça :
https://www.ilephysique.net/img/forum_img/0252/forum_252825_1.gif

En vrai, c'est rarement aussi idyllique...

Tableau de travers :

par Topsy Turvy Mer 24 Mai 2023 - 10:47

Comment peut-on, dans certains cas, survivre à un coup de foudre ?

La bulle de savon électrisée voit son volume augmenter, par l'effet répulsif des charges de même nature, mais très légèrement. Elle s'allonge dans le sens d'un champ électrique uniforme.

La bulle de savon éclate quand ses couches externe et interne entrent en contact. Elle est en effet constituée de trois couches : une couche de molécules d'eau prise en sandwich entre deux couches de molécules amphiphiles. Si on perce la bulle, ou si l'eau a le temps de s'écouler vers le bas, les parties chargées des molécules amphiphiles se repoussent mutuellement.

L'illustration ci-dessous n'est pas parfaite, mais ça donne l'idée :

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Particulesdesavon

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Particulesdesavon

Pas Lévy-Leblond non plus, une question de comparaison :

Avec la même quantité d'énergie que celle requise pour élever de 1 °C la température de 30 ml d'eau liquide (par exemple pour que la température de l'eau passe de 20°C à 21°C), quelle serait la masse d'un objet soulevé de 1 m (en partant du sol). Sans considérer de déperdition énergétique, ni de résistance de l'air, ni de considérations existentielles du genre 'le sens de la vie' ni rien. On peut arrondir les valeurs, par exemple en considérant g=10m/s^2)

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par Topsy Turvy Jeu 25 Mai 2023 - 10:14

On sait que la charge électrique est quantifiée. Les énoncés suivants de ce fait sont-ils équivalents ?

a) il existe une charge électrique minimale non nulle (plus petite unité de charge) ;

b) toute charge électrique est multiple entier (positif ou négatif) d'une charge électrique élémentaire ;

c) la charge électrique n'est pas une grandeur continue (prenant toutes les valeurs réelles).

Pour survivre foudroyé par l'orage :

Avec autant d'énergie que pour élever de 1°C la température de 30ml d'eau, on élève de 1 mètre... :

par **RonaldMcDonald** Jeu 25 Mai 2023 - 10:29

pour les trois phrases électriques : si je lis bien (mais j'ai du mal), l'énoncé (b) stipule qu'on est dans le monde des entiers stricts (avec juste un multiplicateur, commun à toutes les charges). (a) et (c) me paraissent à peu près équivalents, mais ils permettent plus de liberté - par exemple 1,5 si la charge minimale est 1. (c) est moins contraignant que (a), puisqu'il ne précise pas où se situe la zone ou les charges possibles sont non continues, alors que (a) oblige a ce que la zone entre 0 et le minimum soit impossible..

par Topsy Turvy Jeu 25 Mai 2023 - 14:03

Avant de balancer la réponse de Lévy-Leblond, je précise qu'il y a une différence subtile entre la considération d'un mathématicien et celle d'un physicien, en particulier pour l'assertion (c).

plus de liberté - par exemple 1,5 si la charge minimale est 1

Il y aurait contradiction. L'unité (1 dans l'hypothèse ci-dessus) doit être plus petite ou égale à l'ajout (0,5 dans l'hypothèse ci-dessus). L'ajout doit donc être un nombre entier (ou nul) de multiple de 1 (si la charge minimale est 1). Ceci parce qu'on ne parle pas tant d'une valeur minimale (de départ) que d'un palier minimal (à partir de rien, mais aussi entre les valeurs suivantes). Ou, plus exactement, la valeur minimale implique des sauts multiples de cette valeur minimale.

par **RonaldMcDonald** Jeu 25 Mai 2023 - 14:47

C'est non précisé dans l'énoncé. Si c'est sous-tendu, effectivement, on se retrouve à dire trois fois la même chose. Je suis parti de l'énoncé, pas d'hypothèses supplémentaires que j'aurais été sensé connaitre.

Ou alors un joue sur les différents sens que "quantifié" peut signifier. Auquel cas la question est mal posée, puisqu'une information cruciale est passée via un vocable à double sens.

par Topsy Turvy Jeu 25 Mai 2023 - 15:34

Peut-être, mais je n'arrive pas à voir quel sens de quantifier poserait problème.

A. − Attribuer une quantité, une valeur quantitative à (une chose concrète ou abstraite); évaluer et exprimer en chiffres. Synon. chiffrer, mesurer, nombre. ...
B. − Spécialement
1. LOG. Attribuer une quantité à (un terme); opérer une quantification. ...
2. SC., PHYS. Déterminer la quantité de, mesurer quelque chose; opérer une quantification, appliquer une loi de quantification à (une grandeur physique). ...

https://www.cnrtl.fr/definition/quantifier

Par contre, la réponse formulée se détache selon moi du sens de 'équivalent'.
https://www.cnrtl.fr/definition/équivalent

Il y a une question 'supplémentaire' proposée, je la dépose au passage :
Que se passerait-il s'il existait des charges élémentaires de rapport irrationnel, par exemple q et q' avec q' égale racine carrée de 2 fois q ?
Sorry pour l'absence de mise en forme, flemme de me prendre la tête avec.]
[Ci-dessous, je laisse les indices 1 et 2 à taille normale]

La réponse de Lévy-Leblond :

Oui, les trois énoncés sont équivalents, au moins du point de vue du physicien, sinon du mathématicien. On a les implications logiques évidentes b) => a) => c). Par ailleurs, si a) est vraie, soit q1 la charge minimale et q2 une autre charge ; alors, si q2 n'est pas un multiple entier de q1, on pourrait, par combinaison linéaire à coefficients entiers relatifs de q1 et q2, former une charge plus petite que q1 (par exemple, si q2 = [racine carrée de 2 fois q] alors q2 - q1 < q1), contrairement à l'hypothèse. Donc a) => b). Enfin pour que c) soit vraie et a) et b) fausses, il faudrait par exemple que les charges puissent prendre, par rapport à une certaine charge fondamentale, toutes les valeurs rationnelles (ou algébriques) et celles-là seulement. Mais ces ensembles de nombres étant denses dans celui des réels, le physicien ne pourrait distinguer cette situation du cas où les charges prennent toutes les valeurs réelles.

Je pense qu'on est d'accord qu'il y a un souci dans la réponse formulée dans le livre, par le changement de logique, qui mélange d'abord allègrement équivalence et implication logique pour virer à véracité si blabla non vrais. La dernière phrase m'échappe, même en me référant à mon ami wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/Partie_dense

par **RonaldMcDonald** Jeu 25 Mai 2023 - 15:37

En fait, tu viens de résumer (mieux que je n'aurais su le faire) mon problème avec tous les tests de logique et autres tests psychotechniques. Il y a toujours un moment ou, à force d'augmenter la difficulté, la question n'est plus de trouver la réponse, mais de deviner comment a pensé la personne qui a conçu les questions.

par Topsy Turvy Jeu 25 Mai 2023 - 15:52

la question n'est plus de trouver la réponse, mais de deviner comment a pensé la personne qui a conçu les questions

Tu ne t'en es peut-être pas rendu compte en grandissant, mais c'est le cas dès l'école élémentaire. Les enfants d'enseignant se distinguent, mais pas tant parce que leurs parents les feraient étudier plus. Les gosses d'enseignants savent en général comment fonctionne un enseignant typique, parce qu'ils vivent avec un enseignant. Ça peut être particulièrement criant au primaire, mais encore au collège et au lycée.

par **RonaldMcDonald** Jeu 25 Mai 2023 - 16:07

Tiens, je n'avais jamais pensé à ça. Sans doute parce que moi, je leur mettais la misère, aux enfants d'enseignants. Mon père avait fait Centrale Paris, et j'ai grandi au milieu de problèmes de maths/probas que je m'entrainais à faire de tête. En comparaison, un fils de prof n'avait aucune chance.

Mais non, la maison n'était pas pleine de tests psychotechniques. Ce qui explique que plus tard, j'ai pu avoir des surprises.

Pour cette histoire de quantification, ça peut vouloir dire "qui a une quantité", donc continue, ou "qui a des quantas", donc discrète.

par Topsy Turvy Jeu 25 Mai 2023 - 16:42

"qui a une quantité"

oui, c'est mon interprétation, la première définition du CNRTL :
Attribuer une quantité, une valeur quantitative à (une chose concrète ou abstraite); évaluer et exprimer en chiffres. Synon. chiffrer, mesurer, nombre. ...

donc continue

J'ai l'impression que tu impliques "dans ℝ". Mais je peux quantifier des trucs dans ℕ (des gens par exemple, que je compte par unité entière).

par Topsy Turvy Mar 30 Mai 2023 - 18:00

Du haut d'une colline, vous observez un nuage isolé qui se déplace dans le ciel. Vous observez également son ombre sur la plaine et vous pouvez estimer la taille de cette ombre et sa vitesse. De vos observations faites uniquement du point où vous vous trouvez, pouvez-vous déduire :

a) la taille du nuage ?

b) sa vitesse ?

c) son altitude ?

par Topsy Turvy Jeu 1 Juin 2023 - 10:25

Furet et polystyrène...

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) 389607

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) 1526086161575419904-png__700

Oui partout pour le nuage. Les rayons du soleil nous arrivant parallèles entre eux, l'ombre aura les dimensions et la vitesse du nuage. Connaissant ainsi les dimensions du nuage, on peut estimer son altitude, par une estimation de sa taille apparente. On peut se représenter comment en reprenant l'illustration de l'homothétie. Si on tend le bras pour chercher à couvrir le nuage de la main, ou l'encadrer entre deux doigts écartés, l'estimation de cette petite mesure (main) et cette petite distance (oeil-main) permet d'obtenir l'altitude du nuage dont on connaît les dimensions (égales à celles de son ombre).

par câlin Jeu 1 Juin 2023 - 22:51

Topsy Turvy a écrit:
Du haut d'une colline, vous observez un nuage isolé qui se déplace dans le ciel. Vous observez également son ombre sur la plaine et vous pouvez estimer la taille de cette ombre et sa vitesse. De vos observations faites uniquement du point où vous vous trouvez, pouvez-vous déduire :

a) la taille du nuage ?

b) sa vitesse ?

c) son altitude ?

Spoiler:

par Topsy Turvy Ven 2 Juin 2023 - 9:09

Oui aux trois.

En effet, mais les raisonnements ne tiennent pas, il faut y apporter quelques corrections.

on imagine un cône avec comme base l'ombre et comme pointe le Soleil

Non, cette représentation considère le Soleil comme un point, ce qu'on ne peut pas faire. Les dimensions du Soleil sont en fait GIGANTESQUES et il nous paraît 'petit' parce qu'il est HYPER LOIN. Le diamètre du soleil est d'environ 110 fois celui de la Terre et on fait tenir environ 110 fois le Soleil entre lui et la Terre. Toute représentation visuelle statique où on aurait l'impression de voir en même temps le Soleil et la Terre est fausse, les proportions ne peuvent pas être respectées.

l'angle qu'occupe le nuage par rapport au Soleil

Il n'y a en fait pas de tel angle, le Soleil n'étant pas considérable comme un point. On considère ici les rayons du Soleil comme parallèles, les dimensions de l'ombre projetée du nuage correspondant donc aux dimensions du nuage.

mesurer l'angle entre l'horizon et le nuage et prendre la distance fois le sinus de l'angle

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Triangle_rectangle_abc

La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond) Triangle_rectangle_abc

En admettant qu'on connaisse l'hypothèse du triangle rectangle considéré, donc la distance entre le point de mesure de l'angle et le nuage. Ce qu'on n'a pas. Par ailleurs, si on est sur une colline, le triangle ne serait pas un triangle rectangle.

pour la vitesse c'est comme tout à l'heure avec le lampadaire

Même souci et même rectification et simplification qu'en début de ce message. On considère les rayons de soleil comme parallèles, la vitesse de l'ombre est identique à la vitesse du nuage, de même que les dimensions de ces objets sont les mêmes.

si on connaît la taille du Soleil, la distance Terre-Soleil, on peut mesurer en posant ses doigts entre son œil et le nuage combien de Soleil le nuage prend de place dans le ciel, on a l'angle qu'il occupe par rapport à nous. On peut imaginer le cône qui part de nous et qui englobe le nuage.

Cette logique tient, en effet, mais pour obtenir dès cette étape l'altitude du nuage (connaissant déjà ses dimensions). J'ai une préférence pour utiliser le principe avec la main tendue pour faire tenir le nuage entre l'écartement des doigts, les valeurs estimées ne reposant pas sur la mémorisation de valeurs numériques liées aux objets célestes.

En fait, j'avais proposé une réponse qui colle au livre en fin de mon message précédent, sous les images d'électrostatique, avec une précision de méthode d'estimation de l'altitude basée sur l'image de l'homothétie. Comme ce n'était pas en spoiler, la réponse s'est retrouvée dissimulée en clair, manifestement. My bad.

Merci pour la participation !
cheers

Si j'ai mal compris des morceaux de réponse, il ne faut pas hésiter à me pointer où il y aurait incompréhension mutuelle.

par câlin Ven 2 Juin 2023 - 18:25

En effet il y avait la réponse au-dessus mais le furet polystyréné avait capté toute mon attention.

J'y avais jamais pensé mais en fait la raison pour laquelle on voit nette l'ombre d'un nuage est qu'il est hyper proche de nous en comparaison du Soleil. J'imagine que l'ombre de Vénus doit être beaucoup plus floue à cause de son éloignement.

Avec ton raisonnement ce qu'on obtient est la distance entre nous et le nuage, ça donne l'altitude si le nuage est juste au-dessus à la verticale, mais s'il est proche de l'horizon, il faudrait utiliser un niveau à bulle, et connaître l'altitude de notre position pour en déduire l'altitude du nuage.

Et pour l'échelle j'ai une question. Tu dis que la stabilité de l'échelle ne dépend pas du poids appliqué dessus. Ça veut dire que si une poussière se dépose dessus, un éléphant qui se pose au même endroit a la même stabilité. Donc ça veut dire que si une échelle est stable posée sans rien, son propre poids ne la déstabilise pas, alors n'importe qui peut monter dessus et elle sera toujours stable ? Ça me paraît contre-intuitif.

À mon tour maintenant de poser une question. Laurel et Hardy sont en été et viennent de finir le dernier pot de glace à la vanille. Il fait trop chaud. Hardy a alors une idée de génie : pourquoi ne pas ouvrir la porte du congélateur, pour refroidir la pièce ? Cela va-t-il fonctionner ?