Après un premier temps théâtral, l’enseignant de physique M. Dia intervient avec la classe projet de Tinténiac pour répondre à une première question : la gravitation universelle est-elle responsable des gens qui tombent… amoureux ?
La fameuse pomme d’Isaac Newton est soumise à la force d’attraction universelle que la Terre exerce sur elle, mais la pomme soumet aussi une force d’attraction universelle à la Terre.
Ces 2 forces sont : appliqués aux centres A et B des 2 corps ; de même direction (celle de la droite AB) ; de sens opposé et de même valeur.
Une formule, qui sort du programme de 4e, illustre ce phénomène :
avec FA/B la force d’attraction gravitationnelle exercée par le corps A sur le corps B (unité : Newton N) et FB/A la force d’attraction gravitationnelle exercée par le corps A sur le corps B
G est la constante de gravitation universelle (G = 6,67 × 10 −11 N m2 kg−2)
mA est la masse du corps A et mB la masse du corps B
d est la distance entre les corps A et B
Si on imagine 2 élèves de 50 kg chacun, on aurait donc le résultat suivant : G = 6,67x10 −11 x (50×50) / 12
soit G = 1,67x10 −7 N ≃2x10 −11 N
G = 0,0000002 N, cette force serait donc très très faible !!
et pourtant l’attraction entre les 2 amoureux semblent très forte !
La cause de ce phénomène est donc ailleurs. Il faudra en parler à Mme Thébault l’enseignante de SVT…
Après cet usage amusant de la physique, M. Dia présente d’autres forces qui agissent sur la matière :
- Le principe de la colle
Pour s’accrocher au support à coller, certaines colles créent des liaisons chimiques entre les atomes de l’objet et de son support.
Les élèves s’exercent à constituer des molécules avec les modèles moléculaires apportés par leur enseignant.
- l’interaction électrostatique
- L’interaction électromagnétique
Ce phénomène physique complexe est illustré par du matériel expérimental apporté par l’espace des sciences. Les élèves peuvent ainsi tester l’attraction de pôles opposés d’aimants ou la répulsion de même pôle. Ils cherchent à faire se rapprocher 2 aimants très puissants. Ils observent un objet en lévitation grâce à un champ magnétique puissant. Ils visualisent des lignes de champ magnétique grâce à de la limaille de fer posée sur une feuille. Enfin, ils assistent à la chute ralentie d’une bille aimantée dans un tube en cuivre. L’aimant crée en effet, en tombant dans le tube, un champ électromagnétique qui le ralentit.
Ce phénomène surprend tous les élèves. Le passage de l’aimant engendre un courant dit de « Foucault » à l’intérieur du tube de cuivre. Ce courant s’oppose à la cause qui lui a donné naissance, c’est-à-dire la chute de l’aimant.
Une entrée en matière de la physique qui sera sans doute source d’inspiration…
Michel Bouchet, Espace des sciences
