Casse-tête

Solutions aux casse-tête du dernier numéro

Question 1

1. Dans un bocal reposant sur une table, la chaleur dégagée par la combustion de la mèche cause un mouvement de convection de l'air à l'intérieur du bocal, et donc un apport d'oxygène à proximité de la mèche, provenant du reste du bocal. La convection n'est possible qu'en présence de gravité: l'air chaud, plus léger, monte au sommet du bocal, se refroidit au contact des parois et redescend. Si le bocal est en chute libre, la chandelle et l'air qui l'entoure sont en situation d'apesanteur, et ce mouvement de convection n'est plus possible. La mèche s'étouffe donc rapidement.

Question 2

2. Le choix C est correct. Pour s'en convaincre, il suffirait de connaître exactement la distance Terre-Lune (0,38 Mkm) et la distance Terre-Soleil (149,6 Mkm) ainsi que la période de révolution lunaire (27,32 j) en comparaison de la longueur de l'année (365,25 j). Il est cependant plus simple d'utiliser la formule de gravitation universelle de Newton et de calculer le rapport de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune à la force exercée par le Soleil sur la Lune. On trouve 0,455 : la Lune est plus attirée par le Soleil que par la Terre (elle ne quitte pas l'orbite terrestre parce que la Terre aussi est attirée vers le soleil, avec une accélération comparable). Donc, l'accélération nette de la Lune, dans le référentiel du Soleil, est grosso modo dirigée vers le centre du système solaire et jamais vers l'extérieur, car le vecteur accélération d'une trajectoire courbe est dirigé vers le centre de courbure de cette trajectoire. Par conséquent, l'orbite lunaire est nécessairement convexe. Si elle possédait des portions concaves, comme sur les choix A et B, cela signifierait que la force nette appliquée sur la Lune est parfois dirigée vers l'extérieur (i.e. vers la Terre), ce qui est numériquement impossible.

Nouveaux casse-tête

1. Lors du décollage de la navette spatiale, les astronautes sont soumis à une accélération de plusieurs g qui les colle à leur siège. Aussitôt que les moteurs principaux de la navette sont coupés, les astronautes ressentent une violente poussée vers l'avant (heureusement, leur ceinture de sécurité les maintient sur leur siège). Pourtant, ils sont alors en situation d'apesanteur et la navette ne ralentit pas soudainement dès la coupure des moteurs. Pouvez-vous expliquer ce phénomène?

2. Si vous déposez une goutte d'encre rouge sur une surface noire, vous constaterez que la tâche d'encre apparaît verte une fois séchée (l'effet est plus visible à incidence rasante). De même, l'encre rouge qui coule sur les bords de l'encrier et qui sèche sur ses parois apparaît verte sur fond sombre. Comment expliquer cela? Pourquoi l'encre apparaît-elle rouge lorsque séchée sur une feuille blanche?

Mise en page par Gilbert Vachon

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