Dans les instants précédents le naufrage du Titanic, une mince plaque d’acier lisse se détache du bâtiment et tombe dans l’océan. La plaque est carrée avec des arêtes mesurant 3 m alors que la plaque a une masse de 10 kg. Un coté de la plaque (côté A) présente une surface lisse alors que l’autre côté (côté B) a des ornements près du bord d’attaque de la plaque qui agissent comme déclencheur de turbulence (trip wire). L’eau de l’océan Atlantique a une masse volumique de 1.09 fois celle de l’eau douce et une viscosité cinématique de 1.50×10^-6 m²/s. La masse volumique de l’acier est 7.83 fois celle de l’eau douce.

a) Calculer la vitesse terminale de la plaque si elle coule avec sa surface orientée de sorte que la normale au plan coïncide avec la verticale.
b) Calculer la vitesse terminale de la plaque si elle coule avec sa surface orientée de sorte que la normale au plan coïncide avec l’horizontale.
c) Supposer maintenant qu’une seconde plaque, identique à la première mis à part qu’elle ne présente pas d’ornements sur le bord d’attaque, coule côte à côte à la première plaque. Dans un tel cas, quelle plaque coulerait le plus rapidement si les surfaces des plaques étaient orientées i) verticalement et ii) horizontalement?
d) Esquisser la trajectoire probable d’une plaque si sa surface formait un angle de 5º avec la verticale. Expliquer la séquence d’évènements menant à la trajectoire complexe de cette plaque.

Contribution de Stavros Tavoularis, Département de Génie Mécanique, Université d'Ottawa, Ottawa, Canada. Image de www.andrew.cmu.edu/ user/mpj/.