Yahoo Actualités Des physiciens ont trouvé la formule pour monter le plus haut possible sur une balançoire
En ajustant à des instants précis la position de leur corps, les enfants comprennent très vite comment utiliser une balançoire de façon optimale. Le phénomène a pu être modélisé puis expérimenté par un groupe de chercheurs. Ils montrent que les plus grandes amplitudes sont atteintes dans deux situations bien distinctes.
Vers l’âge de 5 ou 6 ans, les enfants comprennent comment utiliser seul une balançoire, sans qu’un adulte n’ait besoin de les pousser. Ils exploitent alors, sans en avoir conscience, les lois de la physique – en particulier de la gravité – en modifiant à des instants précis la position de leur corps afin d’accroître peu à peu l’amplitude du balancement. Ce phénomène n’est cependant pas si simple à mettre en équations. Plusieurs modèles avaient été ainsi proposés, sans qu’aucun ne décrive correctement ses différents régimes – des premières oscillations jusqu’aux amplitudes maximales. Dans la revue Physical Review E, une équipe de physiciens japonais et australiens présentent enfin un modèle complet, testé et vérifié grâce à une dizaine de volontaires.
Le rôle du torse et des jambes
Une balançoire correspond de manière basique à un pendule. Autrement dit une masse (comme le corps d’un enfant) qui, sous l’effet de son poids, oscille autour d’une position d’équilibre. Lorsque cette masse s’en écarte en passant devant le portique de la balançoire, elle se déplace en avant mais aussi vers le haut. La force de gravité la ramène alors vers sa position initiale, sous la barre horizontale de la balançoire. Et agit de la même façon lorsque le mouvement de balancier a positionné le siège à l’arrière de celle-ci. Pour amorcer et augmenter l’amplitude des oscillations en l’absence d’une force extérieure (telle une petite poussée dans le dos), les usagers ajustent la position de leurs corps. Ils s’inclinent en arrière et étendent leurs jambes lorsqu’ils sont derrière le portique ; alors qu’ils se penchent en avant et replient leurs membres inférieurs devant celui-ci. Mais l’objectif est à chaque fois le même : modifier la position du centre de masse afin d’ajouter un "moment cinétique" au mouvement de balancier et accroître ainsi son amplitude.
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Trois segments reproduisant la masse du pendule
Dans [...]
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