Devinette : mouche dans le bocal
Salut à tous!
Voila un petit problème :
Un bocal fermé contenant une mouche est placé sur un des plateaux d'une balance équilibrée très sensible. La mouche est posée sur la paroi du bocal . Que se passe-t-il lorsque la mouche quitte sa place et commence à voler dans le bocal ?
Est-ce que le plateau gauche de la balance (celui ou est posé le bocal) monte, descend, ou reste au même niveau ?
(Certains doivent biensûr connaitre ce petit casse-tête)
Marc
Salut,
juste un petit détails pour répondre correctement: tu veux savoir si la ballance aura bougé quand la mouche est en l'air, ou pile au moment ou la mouche s'envole ?
je pense qu'il reste au même niveau...si la mouche vole, c'est qu'on lui applique une force égale à son poids, et ce "on" fait forcément partie du bocal (+ air contenu) donc j'aurais tendance à dire que rien ne bouge. [sauf si la mouche n'est pas en vol stationnaire, mais je pense que c'est le cas]
A priori, les plateaux restent au même niveau... vu que la masse pesée reste constante.Envoyé par FlyingMarco
Salut à tous!
Voila un petit problème :
Un bocal fermé contenant une mouche est placé sur un des plateaux d'une balance équilibrée très sensible. La mouche est posée sur la paroi du bocal . Que se passe-t-il lorsque la mouche quitte sa place et commence à voler dans le bocal ?
Est-ce que le plateau gauche de la balance (celui ou est posé le bocal) monte, descend, ou reste au même niveau ?
(Certains doivent biensûr connaitre ce petit casse-tête
Marc
Après ça dépend si on considère que la mouche exerce une pression sur le bocal pour pouvoir s'envoler. Auquel cas, le plateau s'abaisse légèrement avant de revenir à sa position d'équilibre (sauf évidemment si elle est posée sur le bouchon du bocal
C'est ça ?
Re : Devinette : mouche dans le bocal
S'il est vrai qu'en moyenne le plateau va rester dans sa position initiale il est aussi vrai, sauf si l'on considère le poids du bocal comme infiniment supérieur aux forces pouvants être engendrées par le vol de la mouche, que le bocal pourrait avoir tendance à bouger vers le haut ou vers le bas suivant les mouvements de la mouche. En effet si nous sommes d'accord pour dire que le poids total ne bouge pas (bocal-air-mouche) il n'en est pas moins vrai que la mouche developpe par son vol des nouvelles forces entrainants des mouvements d'air (une sorte de convection forcée) ainsi qu'éventuellrs contraintes internes sur les parois lors des chocs. En bref, je crains qu'il faille attendre que notre mouche passe de vie à trépas pour retrouver notre équilibre. J'ai quand même voté pour l'équilibre car je ne pense pas que l'idée initiale était d'aller dans ce degré d'analyse
salut à tous !
Oui je pense que la solution est à peu près ce que vous avez répondu :
Moi je voyais ça comme ça : Si elle vole en restant à la même "altitude", la pression qu'elle crée sur le fond du bocal est égale à sa masse, donc le plateau ne bouge pas .
Par contre si elle fait des mouvements verticaux, alors le plateau oscille sensiblement (très sensiblement
A bientôt
Marc
ca me rapelle un topic, tres tres passionant la dessus, les scotchés du forum s'en rapelleront...
La pression sur le fond du bocal est une grandeur qu'il est bien difficile à expliciter. Par contre, le théorème du centre d'inertie nous dit que.
La somme des forces extérieure c'est le poid (du bocal et de la mouche) plus la force de réaction que la balance exerce sur le bocal. C'est justement cette force de réaction que mesure la balance. Ce qu'indique la balance est directement relié à l'accélération du centre de gravité du système {bocal+mouche} c'est à dire par ricochet, du centre de gravité de la mouche.
Donc si la mouche se déplace à vitesse constante, l'indication sur la balance est la même que si la mouche était posée sur le fond du bocal.
Si la mouche accélère vers le haut (par exemple au moment du décollage), la balance donne une indication plus grande que si la mouche était posée au fond du bocal.
Si la mouche accélère vers le bas (par exemple quand elle se commence à descendre - attention pas quand elle se pose...) alors la balance indique une indication plus petite que si la mouche était posée au fond du bocal.
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Pour moi, c'est certain qu'il y a équilibre.
Puisque le bocal est fermé hermétiquement, le fait que la mouche s'envole (donc n'applique plus sa masse contre le bocal) est compensé par la pression plus forte de l'air sur le fond du bocal, puisque la mouche "appuie" sur l'air pour s'envoler.
Il me semble même qu'on peut ici appliquer le principe d'inertie : le mouvement d'une masse ne dépend pas de sa composition.
Au flair, je dirais qu'elle reste au même niveau
C'est un énigme très intéréssante, je n'ai pas la moindre idée de la réponse. J'ai mis : il descend juste pour me distinguer
Bon. J'ai un bocal ouvert, avec plein d'air dedans, une mouche évanouie au fond. Le tout est sur une balance équilibrée, avec le couvercle à côté. Je ferme le bocal. La mouche ne bouge pas (juste une patte vibre mais ça compte pas, on néglige de tels effets). La balance non plus... l'air à l'intérieur est en état d'équilibre avec l'air extérieur, tout autour du couvercle; la pression de part et d'autre s'annule (tout comme de part et d'autre des parois du bocal). J'ai donc la masse d'une mouche plus la masse du bocal et du couvercle qui font que la force de gravitation a envie de tirer la balance vers le bas; sur l'autre plateau il y a donc une mouche drosophyle clonée morte (on vient de le faire - le clonage, pas la mise à mort -) et le même bocal fermé pour que la balance soir parfaitement horizontale. On peut d'ailleurs ainsi constater que la mouche fait le même poids morte que vive... Soudain, la première mouche se réveille. Elle commence à grimper sur les molécules environnantes, tant bien que mal... Ses ailes fatiguées brassent vaguement l'air du bocal; insignifiant pour modifier l'état d'équilibre de pression entre l'intérieur et l'extérieur du bocal. Mais pour compenser le poids de la mouche il faut bien que l'air en dessous répercute la force en s'appuyant sur le fond du bocal. Alors pour moi, la balance ne bouge pas; sauf si on considère qu'une partie de la force est diffusée par le biais des molécules ambiante d'une façon non strictement verticale, en prenant appui finalement sur les parois du bocal plutôt que sur le fond. Alors là, le plateau s'élève. Mais je vais voter pour le même niveau !
Le bocal est un système isolé qui ne reçoit de l'extérieur
que le poids de sa masse :
Poids total avant l'envol = bocal + air + mouche
Poids total après l'envol = bocal + air + mouche
..
Poids total à l'attérissage = bocal + air + mouche
....
...donc le plateau ne bouge pas.
Par contre si la mouche est "très massive" il risque de vibrer...
Je pense le piège ici c'est de confondre masse et poids : la masse total est la meme , mais le poids exercé sur la balance est différent ; je pense que le plateau se souleve.
Il me semble justement qu'une balance à plateaux mesure la masse et non le poids (contrairement aux pèse-personne)
je ne suis pas un expert ( Term S ) mais quand la mouche est sur le bocal, celui ci exerce une force verticale vers le haut et vice versa (3ème loi de Newton). donc quand la mouche est posée, il y a le poids et cette force (faible par rapport au poids mais considérable) qui s'exercent sur la balance. Mais quand la mouche vole, elle exerce une force sur l'air. c'est different. NON?
