Lectures


"Oh, la Physique !" de Yakov Perelman chez Dunod


Un livre passionnant qui fait aimer la physique. 250 questions avec des solutions qui se base beaucoup sur le sens physique.
J'ai néanmoins trouvé, semble-t-il, deux  erreurs dans la partie mécanique:


Numéro 29:
Une personne de 60 kg est sur une plate-forme de 30 kg. Il y a un système de cordes et poulies  et on demande quelle force doit exercer le personnage sur une corde pour se maintenir. Poulies et cordes sont supposées de masse négligeable.

La corde OA retient l'ensemble, d'où une tension de 900 N.

L'équilibre de la poulie A donne pour la corde BC une tension de 450 N.

En raisonnant de même pour la corde DE nous trouvons 225 N.


La personne doit donc exercer une force de 225 N et non 300 N comme indiqué dans le livre. Où est l'erreur?

Regardons si c'est cohérent pour l'équilibre de la plate-forme: le poids apparent du personnage (600-225) N,  plus 300 N pour la plate forme, soit 675 N, doit être compensé par les tensions des cordes en C et D, (450+225) N = 675 N. Ca marche!

Il fallait prendre le poids apparent, en effet si vous êtes sur un pèse personne et que vous tirez en même temps sur une corde accrochée au plafond vous allez maigrir d'un coup!

Pour nous enlever tout doute passons de la théorie à l'expérience:
une masse de 500g pour le personnage et une plate forme en carton rigide de 46g surchargée d'une masse de 200 g. Nous avons mis un dynanomètre pour mesurer la tension. Une pesée précise donne une masse totale suspendue à la poulie du haut de 777g, d'où des tensions de 3,81N.
Pour la poulie du bas le calcul donne une tension de 1,85N, soit normalement 1,7N indiqué sur le dynanomètre (une fois sa masse retirée).

D'après le livre on devrait trouver une force correspondant au tiers de 750g soit 2,3N sur le dynanomètre.

Que trouvons nous par l'expérience?

Le bon fonctionnement du dynanomètre a été vérifié et nous avons 1,7N avec une précision correcte, donc...






Numéro 48:

Deux masses de 1 kg et 2 kg reliées par un fil sont placées sur une poulie. Quel est le poids apparent de l'ensemble lors du mouvement?

Le livre indique 40/3 N, ce qui correspond à 4/3 de kg. Soit un ensemble fortement allégé comparé à 3 kg si l'ensemble était maintenu fixe.

Mon raisonnement amène à un résultat différent. Je ne saurais l'expliquer simplement, alors je vais me contenter de donner les étapes de ce savant calcul:
En appliquant le thèoréme du moment cinétique nous trouvons un mouvement uniformément accéléré tel que 1 = g (m2-m1)/(m1+m2), soit ici =g/3.
Nous en déduisons l'accélération du centre de masse, et ensuite nous appliquons le théorème du centre de masse pour déterminer la tension du fil auquel est suspendu l'ensemble de la poulie et des masses.
L'expression de la masse apparente est alors 4m2m1/(m1+m2), ce qui donne 8/3 de kg (un poids apparent de 80/3 N), soit le double de la réponse du livre et juste un peu moins de 3 kg.

Pour trancher réalisons l'expérience: une masse de 100g l'autre de 200g, un dynamomètre doit indiquer F=1,33N ou 2,66N selon l'analyse.
Nous mesurons F=2,7N.
Conclusion: le raisonnement du livre est faux (!?).



"La physique de tous les jours" de Istvan Berkes chez Vuibert

119 questions passionnantes avec des réponses détaillées. Très bien!


"Les atomes existent-ils vraiment?" de Bernard Diu chez les éditions Odile Jacob

Une lecture très agréable et facile.