Le couple dans ce cas dépend de trois variables: l’amplitude de la force (F), la distance entre la force et le point sur lequel vous voulez calculer le couple (souvent appelé le bras de torsion, r) et l’angle entre le force et le bras de torsion (θ). Dans le cas ci-dessus, l’angle entre la force et le bras de torsion est de 90 degrés. Puisque le sinus de 90 est égal à 1, cela vous donne le couple maximal pour cette force et ce bras de torsion. Si vous avez besoin de plus de couple, vous pouvez tirer plus fort ou vous pouvez obtenir une clé plus longue avec un bras de torsion plus grand.

Mais que faire si vous tirez avec une force telle que l’angle soit hors de l’axe vertical? Comme ça.

Photographie: Rhett Allain

Si vous voulez serrer le boulon, c’est une mauvaise idée. Vous obtenez moins de couple à cet angle (et vous tireriez la clé de l’écrou). En fait, si vous laissez l’angle aller à zéro degré, vous obtenez un couple nul. Donc, si vous imaginez tracer une ligne passant par la force au point d’application et que cette ligne passe par votre point de couple (dans ce cas, c’est l’écrou), alors le couple est nul. N’oubliez pas qu’avec un couple nul, vous n’obtiendrez aucun changement dans le mouvement de rotation.

Ainsi, en montant le moteur de la fusée au sommet de la fusée, vous obtenez un couple nul car une ligne à travers la force passe par le centre de masse et la fusée ne revient pas en position verticale. Mais qu’est-ce qui est différent avec un pendule réel? La clé est le point de rotation. Pour la fusée à vol libre, elle peut tourner autour de son centre de masse. Ni la force gravitationnelle ni la force de poussée de la fusée n’exercent de couple. Cependant, lorsque le sommet de la fusée est fixé en place (dans ce premier exemple de pendule), la fusée doit tourner autour du point supérieur. Dans ce cas, la force gravitationnelle exerce effectivement un couple et c’est ce qui la fait basculer d’avant en arrière.

Fusée avec propulseur en bas

OK, vous devriez être capable de prédire ce qui se passe si je mets le propulseur de fusée au bas du véhicule. Dans ce cas, je vais juste faire tourner la fusée à l’envers pour que la masse unique soit maintenant en bas. Voici à quoi cela ressemble (et voici le code).

Vidéo: Rhett Allain

Voir. Ça fonctionne encore. Cela montre l’erreur de fusée à pendule. Mettre le moteur de la fusée au sommet du véhicule ne le fait pas revenir en position verticale, il est donc inutile de mettre le moteur là-haut. Il est beaucoup plus logique d’avoir la fusée en bas – vous savez, parce que toutes ces choses chaudes qui sont tirées du propulseur. Si vous avez cela en haut, vous allez simplement endommager votre véhicule.

L’Iron Man Rocket Fallacy

Il ne s’agit pas de fusées, mais d’Iron Man. En fait, c’est une réponse à certains commentaires de YouTube sur mon apparition dans Technique Critique de WIRED dans lequel je regarde la physique des films de super-héros. Pour l’une des scènes, j’ai regardé la façon dont Iron Man vole (dans les films) en utilisant des propulseurs sur ses pieds et ses mains. Oui, dans la vidéo, j’ai effectivement dit que « les propulseurs sur le fond d’une fusée sont un peu problématiques » – c’est exactement la même erreur de fusée à pendule que Goddard a faite avec ses premiers dessins. Oups. On a juste l’impression que la fusée montée en bas serait comme tenir un crayon vertical du bas – mais comme vous pouvez le voir, ce n’est pas le cas si la fusée accélère.

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