Course entre deux cartes

Cette expérience met en évidence l’influence de la résistance de l’air dans la chute de deux cartes « préparées » de façon différente.

 

Fiche d’accompagnement de l’expérience:
 

Matériel
  • 2 cartes à jouer ou 2 cartes postales ou encore 2 morceaux de carton de taille équivalente

  • 2 pièces de monnaie ou des masselottes

  • de la colle ou du ruban adhésif pour fixer les pièces sur les cartes

Montage et réalisation
  • Coller une pièce de monnaie au centre de la première carte à jouer.

  • Coller une pièce près du petit côté de l’autre carte.

  • Lâcher en même temps les deux cartes initialement horizontales : la carte portant une pièce sur le côté tombe nettement plus vite que l’autre carte qui descend en penchant tantôt d’un côté tantôt de l’autre.

Explications

Lors de la chute, chacune des cartes est soumise à une force de résistance de l’air verticale, dirigée vers le haut et dont le point d’application est le centre de la carte.

La carte qui porte la pièce sur le côté pivote sous l’action de son poids et de la résistance de l’air qui n’ont pas le même point d’application : elle s’oriente verticalement au cours de sa chute.

Dans cette position elle subit une résistance de l’air très faible car celle-ci est proportionnelle à la surface du maître couple, c’est-à-dire à la projection orthogonale du mobile sur un plan perpendiculaire à vitesse du mobile. Comme la surface du maître couple correspond ici à la surface de la tranche de la carte, elle est très faible donc la résistance de l’air sur cette carte est très faible.

Sur l’autre carte les points d’application du poids et de la résistance de l’air sont pratiquement confondus : la carte n’est donc pas soumise à un moment résultant, elle ne tourne pas et reste donc sensiblement horizontale . La surface du maître couple étant beaucoup plus importante puisque c’est la surface de la carte, la résistance de l’air est plus grande et la carte tombe beaucoup plus lentement que l’autre.

 

 

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