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Revisitons les classiques?
Imaginons un globe étanche sur une bascule, il est rempli d’air. Mettons que le tout le globe et l’air pèsent 1kg.
1. Une mouche arrive par un sas étanche et pénètre dans le globe dans le quel elle vole.
2. La mouche se pose sur le sol du globe.
3. Elle décolle pour voler dans l’air à nouveau.
Comment évolue le poids mesuré.
Est-ce que c’est différent si c’est une cage qui n’est pas étanche ?
Question subsidiaire, trouvez-vous facile de répondre ?
Si la balance est sensible aux phénomènes transitoires et si elle est suffisamment précise les mouvements de l’air causés par la mouche vont faire varier le poids ?
Est-ce que la modification du centre de gravité joue un rôle ?
Imaginons qu’au-dessus du bocal une fente se ferme lentement. Au début c’est ouvert, puis de plus en plus étroit, et à la fin la fente disparaisse. A quel moment obtient-on un système fermé, et quel sera l’augmentation de poids ?
Pour la question on aurait pu remplace la mouche par un cheveu, sans doute coupé en 4, mais il ne vole pas, sauf peut-être ceux d’Aelyta ?
J’ai parcouru les forums, et je vois que c’est une question beaucoup posée, mais qu’il n’est pas facile d’avoir une réponse entièrement satisfaisante.
Après réflexion cette question semble encore trop compliquée pour l'être humain, malgré la compétence de ceux qui ont répondu...
3 réponses
- il y a 4 semainesRéponse favorite
(Bonsoir Lylith, voir en bas...) + pour Alex...
Admettons qu'il s'agisse d'une balance ou bascule qui mesure bien une masse par comparaison. (ajout : ça change rien localement à gravité constante)
Admettons que l'introduction de la mouche par le sas ne laisse pas échapper ni entrer d'air (l'air qui remplit le sas est pompé pour le renvoyer d'où il vient, le globe n'est pas pressurisé...), ce qui relève un peu de la magie, mais passons...
-> On a donc ajouté la masse de la mouche à celle du globe et de l'air.
-> Le système globe + air + mouche étant réputé fermé, son énergie totale se conserve quoi que fasse la mouche (sauf à tenir compte d'échanges thermiques par conduction, rayonnement (la mouche s'échauffe en faisant bzzzzz) et du coup même du rayonnement acoustique... :o)
-> Donc la masse du système est insensible aux aventures de la mouche. Quand elle vole, elle n'est pas en apesanteur !
-> La balance ne pourra que manifester des phénomènes transitoires, par exemple quand la mouche se pose au fond ou en décolle.
Si le récipient n'est pas étanche, le système est donc "ouvert" (admire ma puissance de déduction !), la pression d'air est en équilibre avec l'extérieur et l'introduction de la mouche déplace de l'air vers l'extérieur.
-> A première vue la masse de l'ensemble est augmentée de la masse de la mouche moins celle de son volume d'air. Pour plus de détails, voir Archimède.
Mais le système étant ouvert, il faudrait faire intervenir des paramètres extérieurs comme la poussée d'Archimède (encore lui !) de l'air extérieur sur le récipient, l'âge du capitaine, etc
Question subsidiaire :
C'est pas forcément évident, mais c'est de la muscasodomie et elle peut conduire à s'adonner à la tétracapillotomie !
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2e tour :
Est-ce que les mouvements de l’air causés par la mouche vont faire varier le poids (on parle bien de poids - une force - et non de masse) ?
Le vol de la mouche produit des variations de pression verticales qui vont faire varier les forces appliquées en haut (diminution) et en bas (augmentation), qui en état stationnaire compensent le poids de la mouche qui est "en l'air".
Les phases transitoires, à cause de la viscosité de l'air qui introduit un retard, vont se traduire par... des transitoires sur la balance !
Le centre de gravité ?
Bein si la mouche monte, en vol ou à pattes, le centre de gravité de l'ensemble monte aussi d'un mini-chouilla, ce qui devrait provoquer une micro-diminution de l'indication pendant le déplacement.
Si une fente se ferme lentement, toutes choses constantes par ailleurs, bein... tant que c'est pas fermé, c'est ouvert ! Et on attendra que la pression atmosphérique change pour détecter la variation de poids du récipient.
NB :
Dans le cas où le récipient reste ouvert, je reste perplexe, mais un peu moins qu'hier soir. J'ai toujours du mal à cerner l'âge du capitaine, mais je résume l'effet de l'air et de ce qu'il contient (mouche en vol) à des questions de pression sur les parois. Si la fente (l'ouverture) est infime devant les surfaces rapportées à l'horizontale, son incidence devrait être quasi-nulle dans le bilan.
Je te retourne une question encore plus spéculative : quelle serait l'influence d'un pet de mouche (effet secondaire de la muscasodomie ;o) ?
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@Lylith :
C'est l'invraisemblance caractérisée de l'histoire qui en fait l'intérêt ! Les ordres de grandeur homéopathiques sous-jacents sont à déguster en arrière plan. Ils font tout le charme de cette... comment dire... animotourmenture ?
Je te trouve bien terre à terre :o( Attention tu frises la déprime ! C'est tous les gens en réa qui te font penser à cette pauvre mouche qui va crever d'anoxie ?
Enfin quoi ! Superfly est au dessus de ces contingences aérobiques, elle marche à la kryptonite...
Allez, fais péter le champ' et profites en pour charger le bocal en CO2. On pourra alors tester l'endurance de superfly !
"appeler un ami" ? Attends, il serait capable de se prendre au sérieux en faisant intervenir la "force centrifuge" (référence à une vieille histoire... passons) dans des équations des mouvements de la mouche, pour voir si ça la chatouille, Jacquouille la Fripouille !
Enfin, merci, je me sentais un peu seul, ça va maintenant ;o)
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@Alexandre, 2e màj.
Avec un cheveu, en effet, on simplifierait l'étude de cas (pas de vrombissement d'ailes, donc pas de turbulences qui dérangent la balance et pas de fuite d'énergie acoustique).
Mais j'hésiterais à passer au poil de c*l de mouche coupé en 4, on friserait alors l'échelle quantique ! Imagine le p. de c. de m. à la fois dans le bocal et en dehors ?
J'ai cherché un peu aussi hier soir, c'est fou comme les avis partent dans tous les sens. Concernant ma réponse, je ne regrette rien, c'est indéniablement un sujet à prendre avec humour.
Source(s) : Bonne nuit ! J'attends d'autres avis demain... - ?Lv 7il y a 4 semaines
Dans le cas de l'enceinte fermée, juste des oscillations autour de la masse quand la mouche n'est pas en vol. Ce n'est pas différent d'un objet avec un moteur par exemple dedans : il émet des vibrations et dans certains cas une impulsion vers le bas qui donne une impression de masse supérieure, compensée plus tard en impulsion vers le haut qui donne l'impression d'une masse inférieure.
Avec la mouche et l'air, c'est en gros comme le même moteur suspendu à des ressorts très faibles donnant un couplage faible avec l'enceinte ; d'où vibration transmission avec décalage et déphasage, etc.
Pour le cas de la cage, c'est un système ouvert où les échanges d'air avec l'extérieur ne créeront pas les mêmes couplages donc les mêmes oscillations sur la balance. Plus sensibles évidemment quand la mouche est près du sol mais certainement moins vers le haut de la cage, le mouvement d'air qu'elle provoque pouvant s'échapper sur les côtés et ne créant pas de dépression sur le haut de l'enceinte.
- AelytaLv 7il y a 4 semaines
Adeptes du tortillage d'esprit, bonjour ....
Allez, on se lance :
Selon l'intitulé, on considère que l'ensemble bocal + contenu est hermétique après l'introduction de la mouche. Puisqu'on parle de poids, il manque une donnée avant de considérer l'ensemble : le poids de la mouche qui, après recherche extérieure est de 0.54 mg.
Poids total (bocal + mouche) = 1 000 000,54 mg.
Je n'ai pas d'info particulière sur la musculature de la mouche mais je doute fort qu'une bestiole - vivante - puisse engendrer une variabilité détectable sur une balance, si précise soit-elle. Pour cela, il faudrait qu'elle soit capable de faire bouger un édifice qui pèse un million de fois plus qu'elle (à ce niveau de différence, inutile de chipoter sur la virgule .... et surtout, sur les chiffres qui la succèdent).
Suite aux données aérodynamiques évoquées par Tché :
Admettons qu'on ait à faire à une mouche Supermam (Superfly) capable de déployer suffisamment d'énergie pour mobiliser la structure à force d'atterrir sur la même zone interne du bocal :
- Superfly risque de s'assommer contre la paroi si elle prend trop de vitesse.
- La vitesse maxi possible est réduite à l'élan limité que peut prendre Superfly, à l'intérieur d'un volume interne non modifiable.
- Plus la vitesse de vol est importante, plus Superfly va produire de l'énergie qui nécessite un carburant : l'oxygène.
Le contenu étant hermétique, la quantité d'oxygène est fixe. Après quelques virevoltages à vitesse grand V, deux ou trois beignes contre la paroi, il y a de fortes chances pour que Superfly se retrouve privée d'oxygène rapidement et perde connaissance, avant l'asphyxie finale favorisée par sa propre intoxication au monoxyde de carbone.
..... je crois bien que c'est raté pour le changement de poids sur la balance ....
-->> Tché (oui, qui d'autre ^^)
Si tu fais ton physicien, ai-je le droit "d'appeler un ami" (arrial) ?
Pour le rationnel, toutes ces étapes physico-mathématiquement scientifiques (et compliquées) n'échappent pas au temps et au taux d'oxygène pré-défini qui ne cessera de diminuer ... tic tac tic tac tic tac ...... mais peut-être est-ce une mouche anaérobie ?