{"id":5297,"date":"2015-12-10T07:07:51","date_gmt":"2015-12-10T06:07:51","guid":{"rendered":"https:\/\/aitia.fr\/erd\/?p=5297"},"modified":"2021-08-15T11:40:27","modified_gmt":"2021-08-15T09:40:27","slug":"jerome-quirant-et-la-pile-dassiettes-2-la-physique-newtonienne","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aitia.fr\/erd\/jerome-quirant-et-la-pile-dassiettes-2-la-physique-newtonienne\/","title":{"rendered":"J\u00e9r\u00f4me Quirant et la pile d’assiettes :
2) la physique newtonienne"},"content":{"rendered":"

\"je-suis-marteau\"<\/a>Nous avons d\u00e9j\u00e0 vu ici<\/a> que la th\u00e9orie de “la pile d’assiettes” popularis\u00e9e par J\u00e9r\u00f4me Quirant pour expliquer l’effondrement “naturel” des tours jumelles de Manhattan le 11 septembre 2001 souffrait d’un d\u00e9faut r\u00e9dhibitoire : pr\u00e9dire quelque chose de contraire \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9 observ\u00e9e (la persistance, au moins temporaire, de la structure porteuse apr\u00e8s effondrement des planchers). C’est suffisant pour la savoir fausse, sans n\u00e9cessit\u00e9 aucune de faire appel \u00e0 la physique. N\u00e9anmoins, il peut \u00eatre int\u00e9ressant de savoir “comment elle est fausse”, car s’il n’y a qu’une v\u00e9rit\u00e9, il y a de nombreuses fa\u00e7ons de se tromper, ou de mentir. Pour cela, nous allons devoir comprendre le fonctionnement d’un objet technique tr\u00e8s r\u00e9pandu, et qui ne tombe jamais en panne : le marteau<\/a>.<\/p>\n

“Alors, un marteau, comment \u00e7a marche ?”<\/em> pourrait dire Michel Chevalet<\/a> dans une s\u00e9quence de vulgarisation scientifique. Vous pensez que c’est superflu ? D\u00e9trompez-vous. Si l’immense majorit\u00e9 des gens savent utiliser un marteau (\u00e0 peu pr\u00e8s, au moins), peu savent v\u00e9ritablement comment \u00e7a marche<\/em>, et sont capables de l’expliquer de fa\u00e7on rigoureuse. Car pour cela, il faut faire appel aux lois qu’Isaac Newton a publi\u00e9es en 1687<\/a> et qui r\u00e9volutionn\u00e8rent la physique. Qui cr\u00e9\u00e8rent la physique moderne, peut-on m\u00eame dire.<\/p>\n

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Le fonctionnement du marteau se fait en deux phases : une phase d’acc\u00e9l\u00e9ration, et une phase de d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration. Les deux sont cruciales pour enfoncer des clous. Durant l’acc\u00e9l\u00e9ration, la t\u00eate du marteau acquiert de la vitesse, donc de l’\u00e9nergie, une \u00e9nergie dite par cons\u00e9quent cin\u00e9tique<\/em> et qui s’exprime par la relation :<\/p>\n

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  <\/span>   <\/span>\"\[<\/p>\n<\/p>\n

o\u00f9 \"m\" est la masse de la t\u00eate et \"v\" sa vitesse.<\/p>\n

Puis vient la rencontre avec l’autre t\u00eate, celle du clou. \u00c0 partir de cet instant, la t\u00eate du marteau, qui avait acquis une vitesse maximale \"v_{max}\", est brutalement frein\u00e9e ; c’est cette d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration qui produit la force sur le clou<\/strong> permettant son enfoncement. Voyons pr\u00e9cis\u00e9ment comment relier la d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration et la force, par l’interm\u00e9diaire de la deuxi\u00e8me loi de Newton<\/a> encore appel\u00e9e relation fondamentale de la dynamique. Elle s’exprime math\u00e9matiquement comme ceci :<\/p>\n

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  <\/span>   <\/span>\"\[<\/p>\n<\/p>\n

o\u00f9 le premier terme de l’\u00e9galit\u00e9 repr\u00e9sente la somme des forces appliqu\u00e9es \u00e0 un objet (une force est un vecteur<\/a> : elle poss\u00e8de une intensit\u00e9, une direction et un sens) et le second terme le produit de sa masse par son acc\u00e9l\u00e9ration<\/a> (\u00e9galement un vecteur). En physique, acc\u00e9l\u00e9ration et d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration sont la m\u00eame chose : ce n’est qu’une question de signe !<\/p>\n

Cette relation peut \u00eatre utilis\u00e9e de plusieurs fa\u00e7ons : pour d\u00e9terminer une acc\u00e9l\u00e9ration, connaissant la somme des forces et la masse ; pour d\u00e9terminer la masse, connaissant la somme des forces et l’acc\u00e9l\u00e9ration ; ou pour d\u00e9terminer la somme des forces, connaissant l’acc\u00e9l\u00e9ration et la masse.<\/p>\n

Tout objet est soumis, sur Terre, \u00e0 au moins une force qui est son poids. Ce poids \"\vec{p}\" (c’est un vecteur : il a une intensit\u00e9, une direction – la verticale – et un sens – vers le bas) est \u00e9gal au produit de la masse par l’acc\u00e9l\u00e9ration de la pesanteur, not\u00e9e \"\vec{g}\" :<\/p>\n

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  <\/span>   <\/span>\"\[<\/p>\n<\/p>\n

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Si un objet est soumis uniquement<\/strong> \u00e0 son poids, on dit qu’il est en chute libre. Dans ce cas la deuxi\u00e8me loi de Newton s’\u00e9crit tr\u00e8s simplement :<\/p>\n

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  <\/span>   <\/span>\"\[<\/p>\n<\/p>\n

Ce qui se simplifie en \"\vec{g}=\vec{a}\". En principe, il faut \u00e9liminer toute autre force que le poids, y compris le frottement avec l’air ; en pratique, pour un objet dense dans l’air, au moins les premi\u00e8res secondes de chute seront proches de la chute libre. Et dans le vide, tout objet chute avec la m\u00eame acc\u00e9l\u00e9ration : ainsi une plume ou un marteau l\u00e2ch\u00e9s de la m\u00eame hauteur arriveront au sol en m\u00eame temps.<\/p>\n