Exercice 2 : Supposons qu'on fasse le tour de la Terre avec une ficelle … Si on allonge la ficelle de 1m, et qu'on la dispose à égale distance du sol suivant le schéma ci-contre. Qui pourra passer sous la ficelle sans le toucher ? a) Une souris ? b) Une fourmi ? c) Un boa ? d) Un mouton ?

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Réponses

2013-05-13T20:49:42+02:00

1/ Vous prenez une balle de ping pong, dont le diamètre fait 4 centimètres.
A l'aide d'une ficèle, vous vous en faites exactement le tour. Vous ajoutez un mètre à votre bout de ficèle, et vous écartez le tout pour former un nouveau cercle parfait centré sur votre balle.

Un petit schéma pour essayer de vous expliquer ça mieux :



De quelle distance la ficèle s'écarte-t-elle de la balle ?


2/ Imaginons maintenant que vous puissiez faire le tour de la Terre à l'équateur avec une ficèle. On suppose que la Terre est parfaitement ronde le long de la ligne d'équateur, et on prendra son diamètre moyen comme valeur de calcul. Vous ajoutez un mètre à votre ficèle, vous écartez le tout pour que ça fasse un cercle parfait centré sur la terre.

De quelle distance votre ficèle s'écarte-t-elle de la surface de la Terre ?P le périmètre initial de la corde,
D1 le diamètre initial de la corde,
D2 le diamètre final de la corde,
on cherche d = (D2-D1)/2

P = pi*D1
P+1 = pi*D2 d'ou D2 = (D1*pi+1)/pi
d'ou d = ((D1*pi+1)/pi-D1)/2
soit d = 1/(2*pi) m (env. 16cm) quelque soit D1.

En fait, peut importe la circonférence initiale...
A l'origne:
C= 2*PI*R
In fine
C+1=2*PI*R'
donc
=> 2*PI*R'-2*PI*R=1
=> 2*PI(R'-R)=1
=> R'-R= 1/(2*PI)

L'augmentation du rayon sera toujours de 1/(2*PI)

 

Alors pour le 1/ comme pour le 2/ on a
2*pi*r + 1 = 2*pi*r'
d'où r'-r = 1/2*pi = 15.9 cm environ.

Ca parait paradoxal mais en réalité on a tendance à oublier que le périmètre d'un cercle est une fonction linéaire du rayon (rayon 2 fois plus grand => périmètre deux fois plus grand, et rayon plus une constante c1 => périmètre plus une constante c2)