Est-ce que quelqu'un connait une explication intuitive au fait qu'un patineur qui tourne sur lui-même va tourner plus vite s'il rapproche ses bras de son corps et inversement ?

Fri, 10 Jun 2022 00:00:00 +0000

Réponse publiée

la de quelque chose qui tourne s’appelle le , et les deux se conservent pour un système isolé.

Intuitivement “si un truc bouge sans être influencé par autre chose, il continue à bouger, il s’il tourne, il va continuer à tourner”, comme une toupie par exemple.

L’astuce, c’est que les parties de la toupie qui sont loin du centre bougent plus vite (en m/s) que celles qui sont près de l’axe, donc elles ont plusss de “quantité de mouvement” , ce qui se traduit par une plus grande contribution (par kg de viande) au moment cinétique total.

Donc les bras étendus du patineur ont plus de moment cinétique que sa colonne vertébrale, mais quand il les rapproche de son corps, ils doivent ralentir (en m/s) ce qui fait qu’ils perdent de la quantité de mouvement , donc feraient perdre du moment cinétique au patineur.

Mais le patineur étant mécaniquement un système presque isolé (il frotte un peu sur la glace, et un peu dans l’air c’est tout), son moment cinétique ne peut pas se réduire, donc cette perte de moment cinétique des bras doit forcément s’accompagner d’un gain de moment cinétique du reste du patineur : son corps se met à tourner plus vite.

Et inversement.

Petite expérience que vous pouvez faire au boulot, sans patinoire :

Quelle est la vitesse maximale qu’un objet peut atteindre en tournant sur lui même ?

Sat, 23 May 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La seule limite est la résistance du matériau aux contraintes créés par la force centrifuge.

Pour les hautes performances, on utilise de la fibre de carbone qui permet jusqu’à 90'000 tours/minute, soit 1500 tours/seconde!

A ces vitesses, le périmètre d’un petit volant devient supersonique. Il faut qu’il soit tout lisse, ou sous vide, ce qui est le cas des KERS d’automobiles.

Certaines fraises de dentiste tournent encore plus vite, jusqu’à 125000 tours /minute.

Sinon, il y a des objets incroyables qui tournent presque aussi vite : les s. Ce sont des étoiles dont la rotation s’est accélérée lorsqu’elles se sont effondrées en étoiles à neutrons.

Et si elles s’effondrent en trou noir ? Normalement, une singularité ponctuelle devrait tourner à vitesse infinie… mais il y a un mécanisme qui limite la vitesse de rotation des trous noirs, qui n’ont donc pas de singularité ponctuelle. Mais on arrive quand même à plus de 1000 tours par seconde Pour une masse proche de 10 soleils…

Notes de bas de page

Mecanique-De-Rotation | Dr. Goulu

Est-ce que quelqu'un connait une explication intuitive au fait qu'un patineur qui tourne sur lui-même va tourner plus vite s'il rapproche ses bras de son corps et inversement ?

Quelle est la vitesse maximale qu’un objet peut atteindre en tournant sur lui même ?