NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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SCIENCES

 

 

Sommaire de cette page

>>> Plus clair

>>> Égalité

>>> Différent

>>> Inattendu

 

>>> Plus petit

>>> Plus grand

>>> Infini

>>> Zéro

>>> Heure au soleil

 

 

 

 

 

 

 

  

Y VOIR PLUS CLAIR – Myopie

 

*      Je suis à la piscine. Quelle heure est-il?

*      Étant myope, j'ai laissé mes lunettes au vestiaire.

*      L’horloge est loin. Je ne distingue pas les aiguilles. Comment néanmoins lire l’heure ?

 

Solution

*      Il faut plier complètement votre index de manière à former un tout petit trou au centre des phalanges pliées.

*      Vous regardez l’horloge à travers ce trou.

*      L’horloge est beaucoup plus nette et vous lisez l’heure.

*      En laissant passer la lumière par un tout petit trou nous formons une lentille de diffraction.

*      Un petit trou dans un carton, ou autre matériau, est encore mieux.

 

Main myope.jpg

Suite en Œil

 

 

 ÉGALITÉ

 

Gravité

 

*      Tous les objets, quelle que soit leur masse, lâchés de la même hauteur tombent par terre au même moment.
Dans la réalité, c’est la résistance de l’air qui les freine, chacun d’une manière différente.

Voir Découverte de la Gravité / Chute libre

 

 

Le bouchon dans le seau

 

*      Un bouchon dans un seau se trouve toujours rejoindre le bord. Comment faire pour lui rejoindre le centre, sans le toucher?

 

Réponse

*      Remplir le seau complètement en limite de débordement. Du fait de la tension superficielle la surface de l’eau est convexe au-dessus de la bordure. Le bouchon rejoindra le point le plus haut, le centre du seau.

 

 

L’oiseau dans la cage

 

*      La cage est-elle plus légère lorsque l’oiseau vole ?

 

Réponse

*      Non, si la cage est fermée hermétiquement.

*      Dans ce cas la pression de l’air exercée par les ailes de l’oiseau est " confinée " dans la boite

*      Le poids de l’oiseau plus celui de la cage est constant, que l’oiseau vole ou soit perché.

*      La pression des ailes sur l’air est intégralement transmise à la boite.

*      Oui, si la cage est ouverte.

*      Ici, la pression se " répartit " dans l’environnement.

*      Le poids de l’oiseau plus la cage diminue.

*      Une part de la pression est transmise au plancher de la cage et le reste est transmis à l’atmosphère.

 

 

Centre de gravité

 

*      Comment déterminer le centre de gravité d’une pièce plate?

 

Réponse

*      Suspendre la pièce en même temps qu’un fil à plomb en point. Répéter l’opération une deuxième fois en un autre point.

Le point d’intersection des deux lignes successives du fil à plomb est le centre de gravité.

 

 

 

DIFFÉRENT

 

Liquides

*      Pouvez-vous nommer deux liquides qui se trouvent souvent dans une maison, et qui, mis dans le même récipient, ne se mélangent jamais, mais qui peuvent se séparer très facilement.

 

Réponse

*      L’eau et le mercure (qui se trouve – se trouvait – dans les thermomètres). L’eau reste en haut.
On les sépare facilement par simple décantation. On laisse les liquides se reposer.
Les traces d’eau sur le mercure disparaissent par évaporation ou en épongeant avec un buvard.

*      L’huile ne marche pas, car laisserait un fin film sur le mercure, comme sur l’eau.

 

 

Cas de l’huile et du vinaigre

*      Au pique-nique, on a mis l’huile et le vinaigre dans une seule bouteille. Comment doser la proportion des deux liquides selon le goût de chacun?

 

Réponse 

*      L’huile flotte sur le vinaigre. Pour avoir l’huile, on verse normalement. Pour le vinaigre, on retourne la bouteille et on laisse couler lentement.

 

 

Les deux ballons

*      Deux ballons gonflés inégalement sont mis en relation. Que se passera-t-il ? 1) Rien, 2) le plus gros remplit le petit jusqu’à l’équilibre, 3) le petit se vide et remplit le gros…

Réponse

*      La pression dans le petit est plus grande et l’air sous pression du petit passe dans le gros. Le petit va rétrécir et le gros grandir.
Le même phénomène de pression est ressenti lorsqu’on gonfle le ballon. C’est plus dur au départ et plus facile ensuite.

 

 

 

 

INATTENDU

 

Réfrigérateur

*      Il fait chaud dans la pièce. L’air conditionné est en panne. Je vais laisser la porte du réfrigérateur ouverte pour rafraîchir la pièce. Est-ce que ça marche ?

 

Réponse

*      Non ! Le réfrigérateur va tenter désespérément de refroidir la pièce et va faire fonctionner son moteur. Plus de chaleur va être dégagée que de froid produit.

 

Témoignage

*      Malgré le système de réfrigération des voitures, le métro devient plus chaud en été. À l’arrêt à une station, le système de conditionnement des wagons dissipe beaucoup de chaleur. Cela n’est pas compensé par l’effet de refroidissement des voitures portes ouvertes.

 

Les deux balles

*      Dans un aquarium: une balle d’acier est suspendue par un fil attaché au plafond. Une balle de liège est tenue par un fil attaché au fond. L’aquarium est vivement poussé vers la droite. Que se passe-t-il ?

 

Réponse

*      L’acier est plus lourd que l’eau, elle-même plus lourde que le liège.
La balle d’acier, par son inertie, s’oppose au mouvement et semble aller à l’opposé du mouvement imprimé à l’aquarium, donc vers la gauche. L’eau fait de même, mais moins lourde, il y a moins d’effet.
Quant à la balle de liège, plus légère que l’eau, elle va vers la droite, comme l’aquarium.

*      Dans un mouvement de va et vient de l’aquarium, la balle de liège fait le même mouvement, et la balle d’acier bouge en sens inverse.

 

Le ballon en voiture

*      Un enfant avec un ballon sur le siège arrière. Les fenêtres sont fermées. Lorsque la voiture accélère, que fait le ballon ?

 

Réponse

*      Il a tendance à revenir en avant.
En effet : les passagers sont plaqués sur leurs sièges. L’air de la voiture aussi. La pression à l’arrière augmente. Le ballon, plus léger que l’air, est poussé vers l’avant.

*      De même dans un virage, et pour les mêmes raisons, le ballon suivrait le mouvement en partant dans le sens du virage et non pas comme les passagers à l’extérieur du virage.

 

 

Étoiles Filantes

*      En moyenne, on peut observer une étoile filante toutes les 10 minutes. Mais il y en a beaucoup plus après minuit qu’avant. Pourquoi ?

 

Réponse

*      Un piéton qui courre sous la pluie est plus mouillé de face que dans le dos. La Terre qui file sous une pluie de météores subit le même effet.

*      Nous sommes :

Au petit matin, dans le sens de la marche de la Terre, nous rencontrons beaucoup de météores.

*       Ils arrivent par l’avant

Le soir, dans le sens contraire, nous rencontrons moins de météores.

*       Ils arrivent par l’arrière.

 

*      Le phénomène se produit de la même manière dans l’hémisphère sud, mais il n’est pas inversé.

 

Attention

La terrasse ensoleillée se trouve:

                 Au SUD                 dans l'hémisphère NORD

                 Au NORD             dans l'hémisphère SUD

 

 

Équilibre

*      Une boite posée en équilibre sur le bord d’une table. Voici deux cas de figure:

 

*      La boite semble trop déborder et pourtant elle tient. Pourquoi ?

 

 

*      Le riz déplace le centre de gravité vers la droite.

*      La boite repose nettement sur la table. Elle se met pourtant à tomber. Pourquoi ?

*      Lorsque la glace fond, le centre de gravité se déplace vers la gauche.

 

 

 

PLUS PETIT

 

Le mât du voilier

*      En arrivant sous un pont, le mât se trouve être juste un peu trop grand. De pas beaucoup, mais ça ne passe pas! Que faire ?

 

Réponse

*      Ouvrir la bonde du voilier pour laisser entrer un peu d’eau. Le bateau s’enfonce quelque peu, suffisamment pour passer. Oui, il faut écoper ensuite.

 

Même principe que pour le camion semi-remorque dont on doit dégonfler les pneus pour passer sous le tunnel.

 

 

 

 

PLUS GRAND

 

Les roues de la bicyclette

*      Une bicyclette avec deux roues de même taille. Est-ce que les deux roues parcourent la même distance?

 

Réponse

*      Non! La roue avant fait des méandres plus amples que la roue arrière. Elle parcoure une plus grande distance et la roue avant tourne toujours un peu plus vite que la roue arrière...

 

La brique dans le bateau

*      Quelle action fera monter le plus le niveau de l’eau: jeter une brique dans le bateau ou dans la mer?

 

Réponse

*      Dans la mer, la brique déplace son volume d’eau.
Dans le bateau, elle déplace son poids d’eau. Or une brique est plus lourde que l’eau. Jeter la brique dans le bateau fera plus monter l’eau que si on la jetait dans la mer.

 

La rondelle

*      On chauffe une rondelle. L’acier se dilate.
Le trou de la rondelle s’agrandit, se rétrécit ou reste identique ?

 

 

 

Réponse

*      Quand la rondelle se dilate, elle garde les mêmes proportions. Donc, le trou grossit.

*      Les opticiens utilisent ce principe pour retirer le verre de sa monture. On peut utiliser ce principe pour ouvrir le couvercle d’une boite métallique.

 

Cas de la bouteille de verre

*      Une bouteille de parfum en verre. Le bouchon, en verre, est coincé. Que faire ?

 

Réponse

*      Faire tenir le flacon par quelqu’un. Prendre un chiffon et le plier en une bande de faible largeur. Le faire frotter en va et vient autour du col du flacon. De la sorte, seul le col va chauffer et se dilater. Le bouchon, conservant sa taille peut alors sortir sans peine.

*      Chauffer l’ensemble ne marcherait pas. Le bouchon se dilaterait lui aussi.

 

L’ombre

*      La lumière lui vient dans le dos. Le piéton marche en s’éloignant. Qui va le plus vite, lui ou l'ombre ?

 

Réponse

*      L’ombre de la tête du piéton avance plus vite que le piéton.

 

 

Le sous-marin

*      Le commandant décide de poser son sous-marin sur le fond. Mais le sol est vaseux. Doit-il procéder à la manœuvre ?

 

Réponse

*      Non ! Surtout pas.

*      En position normale, la pression de l’eau s’exerce sur le sous-marin en tout point et perpendiculairement à la coque.
En se posant dans la boue, la force de l’eau exercée en bas va disparaître. La force de l’eau sur les autres parois va appuyer le sous-marin vers le fond et celui-ci va s’enfoncer dans la vase.

  

Corde et poulie

*      Une nasse munie d’une poulie. Une corde est accrochée au plafond. Elle passe dans la poulie et je tire dessus. Est-ce que je peux me soulever moi-même ?

 

Réponse

*      Oui, si je suis assez fort pour ça. La force appliquée à la corde est aussi appliquée au fond de la nasse dans l’autre sens. Pour monter cette force doit être supérieure au poids de l’ensemble homme plus nasse.

 

 

 

 

INFINI

 

Balance

*      Comment rééquilibrer une balance dont un bras de 1 m porte une masse de 1kg?
Par la même masse au bout d’un bras de même longueur: OK !

Mais comment varie la masse en fonction de la longueur du bras 
Quelle est la pression minimum sur l’axe du fléau ?

 

 

*      Plus on allonge le bras, moins la masse est grande: elle tend vers zéro à l’infini.
Plus on rétrécit le bras, plus la masse augmente: elle tend vers l’infini avec un bras de longueur nulle.

*      La pression sur l’axe du fléau varie donc de 1 (et non pas 2) à l’infini

 

 

 

 

ZÉRO

 

Astéroïde

*      On réussit à creuser une large caverne au centre d’un astéroïde sphérique. On s’installe à l’intérieur. Un objet placé proche de la périphérie.
Va-t-il tomber, rester où il est ou rester collé à l’astéroïde?

 

Réponse

*      La gravité est nulle en tout point de la caverne. Un objet restera, flottant, dans sa position.
L’astéroïde est une sphère parfaite, sans rotation le rayon de la caverne est constant.

 

 

Pièce de gaz

*      Vous êtes dans une pièce remplie de méthane. Vous allumez une allumette. Que se passe-t-il ?

 

Réponse

*      Rien! Il ne peut pas y avoir de combustion sans air, sans oxygène. Vous n'arriverez même pas à allumer l'allumette! Et, même, vous aurez bien du mal à restez dans une pièce où vous ne pouvez pas respirer.

 

Bateau dans baignoire

*      Soit un bateau de 30 000 tonnes. Peut-on faire flotter ce bateau dans un récipient qui épouse complètement la forme du bateau jusqu’à ne laisser qu’un film infime d’eau entre le récipient et le bateau?

 

Réponse

*      Étrange, mais oui !
Le bateau flotte dans l’eau de l’immense océan.
Mais, au fond, le bateau se moque de la taille de cet océan. Il ne peut pas savoir quelle est cette taille.
Le poids de l’eau déplacée est bien de 30 000 tonnes. Mais c’est de l’eau qui déborde de la baignoire. La quantité d’eau qui reste peut être aussi faible que possible tant qu’il subsiste un film entre les deux objets.

*      Le télescope du Mont Palomar de 530 tonnes utilise ce principe. Il flotte sur un fin coussin d’huile.

 

 

 

HEURE AU SOLEIL

 

*      Supposons que votre montre soit réglée à l’heure solaire de l’endroit où vous vous trouvez.
Comment savoir où est le Sud ?

 

Réponse 

 

*      Le Sud est dans la direction de la bissectrice de l’angle que forme l’aiguille des heures pointée sur le soleil et la direction de midi (12 heures).

  

 

 

GRAVITÉ

 

*      Expérience mentale de la traversée de la Terre ou de la rotation de la Terre >>>

 

 

 

 

 

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