Casse-tête
Solutions aux casse-tête du dernier numéro
Question 1
1.Pendant la phase d'accélération, l'effet de
la forte gravité apparente sur un astronaute est compensée
par la force de rappel exercée par son siège. Plus le siège
est mou, plus il est compressé et plus il emmagasine de l'énergie
élastique (on peut comparer le siège à un ressort
qui se compresse). Lorsque les moteurs sont coupés, la gravité
apparente disparaît instantanément, alors que l'astronaute
est encore calé dans son siège. Celui-ci agit alors comme
une catapulte qui projette l'astronaute vers l'avant (le ressort se détend).
La poussée vers l'avant de l'astronaute est donc causée par
une force directe (le fauteuil comprimé) et non par une supposée
décélération de la navette.
Question 2
2. Si l'encre apparaît rouge, c'est qu'elle absorbe la
lumière de couleur complémentaire (le vert). Ainsi, une lumière
blanche traversant un flacon d'encre rouge perd sa composante verte, absorbée
dans la solution, et donc paraît rouge en sortant de l'autre côté.
Or, règle générale, un matériau qui absorbe
bien une longueur d'onde donnée la réfléchit bien
également. Soyons plus précis, en considérant l'exemple
suivant : un métal, en raison de sa grande conductivité électrique,
absorbe très rapidement l'énergie d'une onde électromagnétique
qui le traverse car les électrons libres du métal sont accélérés
par le champ électrique de l'onde et lui prennent son énergie
(si la fréquence est inférieure à l'ultraviolet lointain).
Par conséquent, l'onde électromagnétique ne se propage
pas dans le métal mais son amplitude diminue exponentiellement à
partir de l'endroit où elle a pénétré dans
le métal. Afin de respecter la continuité de l'amplitude
de l'onde et de sa dérivée à l'interface entre l'air
et le métal, il est alors nécessaire que la plus grande partie
de l'onde incidente sur le métal soit réfléchie, alors
qu'une petite partie seulement pénètre dans le métal
pour y être absorbée. C'est ce qu'on veut dire par l'expression
"un matériau qui absorbe bien réfléchit bien". Ceci
explique qu'une goutte d'entre rouge séchée sur une surface
lisse et noire paraît verte par réflexion. Or, la même
goutte déposée sur une surface blanche, en particulier une
feuille de papier, paraît toujours rouge; c'est parce que, dans ce
cas, la lumière qui nous parvient de la tache d'encre a effectivement
traversé cette tache avant d'être réfléchie
par la surface sous-jacente (ce qui ne peut se produire avec une surface
noire, qui ne réfléchit pas la lumière). Donc la tache
d'encre nous apparaît alors en transmission et non en réflexion
et c'est pour cela qu'elle est rouge.
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Nouveaux casse-tête
1.
À l'occasion de Noël, Zig et Puce ont reçu une
canne en sucre géante. Ils décident de la partager en deux
parties égales mais ne savent pas trop comment s'y prendre. Zig
suggère alors d'attacher la canne à une ficelle et de déplacer
le point de suspension jusqu'à ce que la canne demeure horizontale
(le point A indiqué). Il conclut alors que si on casse la
canne au point A, les deux moitiés auront la même masse. A-t-il
raison? Pourquoi?
2.
Considérons une boîte rectangulaire de deux pouces
d'épaisseur, quatre de largeur et six de longueur. Une fourmi se
trouve au point A, sur la grande face de la boîte, à un pouce
de l'arête avec la petite face età mi-chemin entre les deux
faces moyennes. Une tache de sucre se trouve au point B, sur la face opposée
de la boîte par rapport à la fourmi, également à
un pouce de l'arête avec l'autre petite face et aussi à mi-chemin
entre les deux faces moyennes. Si la fourmi désire se rendre du
point A au point B par le plus court chemin, quel trajet doit-elle emprunter
et quelle est sa longueur?
Mise en page par Gilbert Vachon
revue@physique.usherb.ca