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skate

La Tour de Pise mise à contribution

Un contemporain de Galilée échappe simultanément deux boules creusent de laiton du haut de la tour de Pise. Chacune des balles a un diamètre de 100 mm et un poids de 2.0 N. La première boule est polie et lisse tandis que la deuxième boule est forgée grossièrement et présente bon nombre d’aspérités. Il n’y a aucun vent lors de l’expérience. La masse volumique de l’air est de 1.2 kg/m3 et sa viscosité cinématique est de 15×10-6 m2/s. L’accélération gravitationelle est de 9.81 m/s2 et le volume de la sphère est πD3/6, où D est le diamètre. La tour peut être considérée assez haute pour que les balles atteignent leur vitesse terminale.
a) Calculer la vitesse de la sphère lisse au moment de toucher au sol.
b) Expliquer en détails quelle boule toucherait au sol en premier.
c) Si on imprimait une rotation horaire à la boule lisse et qu'elle était maintenue tout au long de sa descente, esquisser sa trajectoire probable. Expliquer ce phénomène.



 

Contribution de Stavros Tavoularis, Départment de Génie Mécanique, Université d'Ottawa, Ottawa, Canada.

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