Bonjour !
Comment expliquer (simplement voire intuitivement) que le niveau de l'eau ne monte pas lorsque le glaçon flottant a sa surface fond ?
De même (mais là j'ai plus de réserve quant à la simplicité de l'explication) comment expliquer l'effet gyrospique autrement que par un terme résultant dans les equations ?
Merci d'avance !
Pr le premier, parce que l'eau occupe plus de place sous forme de glaçon que sous forme liquide.
Le niveau baisse-t-il alors ?
Shokin
Pardon, humilité, humour, hasard, tolérance, partage, curiosité et diversité => liberté et sérénité.
Pour le problème du glaçon, on peut utiliser la méthode employée autrefois pour démontrer le théorème d'Archimède.
On enveloppe le glaçon dans un sac rigide ayant la même forme et une épaisseur négligeable : tout est en équilibre parce que la poussée du liquide (le poids du liquide déplacé) équilibre le poids du glaçon.
Quand il fond, le glaçon va exactement occuper le sac au ras de l'eau et on peut le supprimer.
Pour la force gyroscopique, c'est bien plus compliqué parce que c'est un problème en 3D, pas intuitif du tout.
Pour l'effet gyroscopique, on peut essayer de visualiser la chose en imaginant le déplacement d'une valve sur une roue de vélo à grande vitesse, quand on inflige une rotation au guidon. Cette valve oscille rapidement de bas en haut et d'avant en arrière, tout en étant soumis à une rotation (vers la droite pour l'exemple) sur l'axe du guidon. Sa distance à cet axe est variable en fonction de sa position sur la roue. On peut alors considérer ce quis e passe pendant le passage de la valve sur les quatre quarts de la roue :
-en haut en avant, la distance de la valve à l'axe augmente, donc la rotation autour du guidon lui donne une accélération vers la droite. La valve exerce en réaction une force vers la gauche sur cette partie de la roue
-en bas en avant, la distance diminue, donc la valve ralentit dans son mouvement vers la droite. Elle subit donc une poussée vers la gauche, et en exerce une vers la droite à la roue.
-en bas en arrière, la distance augmente à nouveau, cette fois la valve va vers la gauche, donc pousse la roue vers la droite.
-en haut en arrière, la distance rétrécit, la valve ralentit et la roue est poussée vers la gauche.
Bien sur, chaque point de la roue se comporte ainsi.
Au final, le haut de la roue est poussé vers la gauche, et le bas vers la droite : la roue, qui tourne à grande vitesse sur l'axe x, subit une rotation sur l'axe z si on essaye de la faire tourner sur l'axe y.
Pour rendre la chose beauxoup plus intuitive, on peut dire que la roue cherche à déplacer son axe de manière à ce que la deuxième rotation qu'on lui inflige accompagne sa rotation principale : quand on tourne l'axe du guidon vers la droite, la roue cherche à se pencher vers la gauche, de manière à ce que sa rotation principale tende vers ce mouvement de rotation du guidon.
Hum... euh, je sais pas si c'est très clair...
Il me semble que les glaçons comme les icebergs laissent émergés une partie de leur volume (1/10ème je crois). Les 9/10èmes immergés restant occupent en fait un volume égal au volume de la totalité du volume du glaçon, mais sous forme liquide.
L'effet gyroscopique, ce n'est pas intuitif, c'est sûr, mais expliquer la force de Coriolis, qui y ressemble un peu, ce n'est pas de la tarte non plus (sans équations), surtout pour expliquer le facteur 2.
