Rouler et glisser
Pourquoi une bille bat une caisse dans une pente, et pourquoi un cerceau perd contre les deux.
Pourquoi une bille bat une caisse dans une pente, et pourquoi un cerceau perd contre les deux.
Ce qui descend une pente en roulant doit faire deux choses de l'énergie gagnée : avancer et tourner. La part qui va à la rotation dépend de la façon dont la masse est répartie. Une bille pleine garde l'essentiel de sa masse près du centre et dépense peu en rotation ; un cerceau a toute sa masse à la jante et en dépense beaucoup.
C'est pourquoi une bille pleine bat un cylindre plein, qui bat un cerceau, quel que soit leur poids et quelle que soit leur matière. Une caisse qui glisse au lieu de rouler ne dépense rien du tout en rotation et gagnerait, si le frottement ne prenait pas sa part.
| Grandeur | Symbole | Comment cela se calcule | Unité |
|---|---|---|---|
| Moment d'inertie | I | comment la masse est répartie autour de l'axe | kilogrammes-mètres² |
| Énergie de roulement | E | ½mv² + ½Iω² | joules |
Faites-les courir dans l'application : une bille et un bloc sur la même pente, un instrument lisant la vitesse sur chacun. La courbe des deux vitesses est la réponse.
Ouvrez la scène Rampe dans l'app pour voir celle-ci tourner.