La pomme anti-gravité

19 mai 2023 - Yannick Bergeron, chimiste

Qu’est-ce qui est rond, sucré, qui descend et monte sans qu’on la touche? Une pomme sur un bâton! Fais l’expérience.

Matériel pour faire l’expérience :

• Une pomme
• Un bâton lisse et solide (de type goujon de bois)
• Un marteau
• Une perceuse électrique
• Une petite scie
• En bonus, une bouteille de ketchup

Les étapes de préparation

1. Avec l’aide d’un adulte, scie le bâton à une longueur d’environ 75 cm.

2. Toujours avec un adulte, perce un trou dans la pomme avec la perceuse. Utilise une mèche au diamètre légèrement plus grand que celui du bâton.

3. Fais passer la moitié du bâton à travers la pomme. Au besoin, presse un peu la pomme contre le bâton pour l’empêcher de glisser.

4. Prends le bâton par le haut, cogne-le debout contre la table ou le plancher. Qu’observes-tu?

5. Tiens le bâton dans les airs, toujours par l’extrémité supérieure. Donne des coups de marteau sur le haut du bâton. Qu’observes-tu?

À l’étape 4, la pomme descendait le long du bâton. Mais à l’étape 5, elle remonte! Comment est-ce possible?

EN BONUS

Pour faire sortir le ketchup de sa bouteille, on secoue souvent celle-ci à l’envers. Ce n’est pas très efficace. Utilise plutôt le principe d’inertie.

Tiens la bouteille à l’envers et fais un mouvement de coup de marteau, mais bloque-le avec l’autre main. Cela arrêtera le contenant, mais le ketchup respectera le principe d’inertie : il suivra son élan et sortira de la bouteille.

Que se passe-t-il ?

À l’étape 4, juste avant que le bâton touche le plancher, le bâton et la pomme descendent ensemble à la même vitesse vers le sol. Quand le bâton touche le plancher, il s’arrête brusquement. La pomme, quant à elle, continue à descendre, car elle suit son élan. Puis elle s’arrête parce que sa chair frotte sur le bâton.

Cela illustre une loi physique appelée le principe d’inertie, ou 1re loi de Newton: un objet poursuit toujours son déplacement en ligne droite, sauf si on l’arrête, ou si on le fait dévier.

La pomme magicienne

L’étape 5 produit une illusion. Ce n’est pas la pomme qui remonte le long du bâton. C’est le bâton qui descend à travers la pomme!

À chaque coup de marteau, le bâton et ta main descendent brusquement vers le bas une fraction de seconde. Par contre, comme la chair de la pomme glisse un peu, le bâton n’entraîne pas le fruit vers le bas. La pomme ne subit donc pas la force du coup de marteau. Elle reste à la même hauteur par rapport au sol tandis que le bâton descend. Elle se retrouve ainsi plus haut sur le bâton.

C’est l’autre aspect du principe d’inertie: tant qu’un objet ne subit pas de force de déplacement, il reste immobile.

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