Tube de Newton


Tube de Newton

Un tube de Newton est un simple tube dans lequel on fait le vide, afin de pouvoir faire des expériences sans subir le frottement de l'air.

Sommaire

Descriptif

Il s'agit en général d'un tube cylindrique droit, à base généralement circulaire, et d'une hauteur égale le plus souvent à 2 m environ, posé verticalement sur sa base.

Le vide est en fait une atmosphère plus ou moins dense : les pompes à vide actuelles permettent d'obtenir un vide suffisamment poussé pour observer la célèbre Loi de Galilée (1602) :

« Tous les corps, la plume comme le plomb, ont même loi de chute. »

Un dispositif permet des lâchers simultanés d'objets : plume, petits ballons rigides d'hélium, plomb, uranium 238, graine de caroube, 2 graines de caroube, feuille, pétale, fleur de pissenlit, petit pot de verre, sans le plomb ou avec.

Intérêt pédagogique

Certains aiment à dire que « l'expérience du tube de Newton, religieusement bien menée, éveille une vocation scientifique. »

Car un enfant, spontanément, associe vide et non-gravité, car s'il n'y a plus d'air là-haut c'est bien parce que g n'est plus là pour le retenir : il s'est échappé « dans l'espace ». L'expérience a donc des vertus pédagogiques qui vont bien au-delà du z = 1/2 \cdot g \cdot t^2. Il faut insister sur ce mot : même loi de chute. Y compris un atome tombe de même ; y compris la lumière tombe, quoique de manière relativiste. Très logiquement, si la séance est bien conduite, un enfant curieux et attentif devrait poser la question : "Mais alors, pourquoi tout notre air n'est pas déjà tombé au sol ?" Le professeur a alors bien exploité cette célèbre expérience.

Historique

En 1915, Einstein posa comme Principe d'équivalence de la masse inerte et de la masse grave la loi de Galilée de 1602, et en raisonnant comme à son habitude sur les conséquences ultimes de ce postulat, il inventa les équations d'Einstein de la Relativité Générale, qui est surtout, en réalité, une théorie de la gravitation en géométrie riemannienne.

Lorsqu'on lâche des corps différents dans l'air, ils arrivent au sol d'une manière non uniforme et leurs mouvements sont différents : la chute de ces corps est non libre. Cette différence de trajectoire et de vitesse est due à l'effet de l'air sur ces corps. Un corps est en chute libre s'il est UNIQUEMENT soumis à l'effet de son poids (les conditions de chute libre sont définies par une chute sur une petite distance d'un objet assez profilé pour ne pas avoir une prise à l'air trop grande, ou bien dans l'espace sidéral).

Voir aussi


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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Tube de Newton de Wikipédia en français (auteurs)

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