Kenza75 a écrit:Sake si vous pouviez me donner quelques liens internet sur le sujet donc vous me parliez histoire de comprendre car je n'arrive vraiment pas a trouver. Merci
Salut,
Je te propose un petit travail et d'aller chercher du côté de ce document :
http://herve.delapree.free.fr/COS/2013_materiaux_version_ISO.pdf, ainsi que d'en discuter avec tes profs le plus tôt possible si ça t'intéresse :
Aussi, il serait bien que tu regardes ceci :
http://didel.script.univ-paris-diderot.fr/claroline/backends/download.php?url=L0V4ZXJjaWNlc19MaWJyZXMucGRm&cidReset=true&cidReq=M3BTous ces exercices sont de très belles applications d'une méthode de raisonnement en termes de dimensions (que tu verras en Terminale S).
Parenthèse : Pour info, la dimension est la nature intrinsèque d'une grandeur physique. Par exemple, la masse [M] est une dimension et elle est traduite en des grammes dans le système international. La longueur [L] aussi est une dimension, et elle est exprimée en des mètres dans les unités S.I., et le temps [T] est une dimension (élémentaire, au même titre que [M] et [L]).
Si tu continues tes études dans un domaine de la physique, tu seras amenée à manipuler des dimensions plus compliquées, composées des dimensions élémentaires. Par exemple, l'énergie est une dimension qui est issue du produit des dimensions élémentaires [M], [L] et [T] par la relation [E] = [M][L]²[T];)²; la viscosité dynamique µ d'un fluide est aussi une grandeur qu'on peut trouver à partir du produit de [M], [L] et [T] : µ s'exprime en Pa.s, donc [µ] = [M][L];)²[T]
Pour info, je te fais le traitement de l'exercice "Starter n°2". Toutes les questions qui ne sont pas de ton niveau ou que tu n'as pas besoin de regarder sont indiquées par des astérisques :
a*) On part de l'équation de la chaleur, en régime permanent, c'est-à-dire

. Alors

, et en sphériques, cela signifie que :
 = 0)
donc la solution est de la forme
 = b - \frac{a}{r})
. Or, si on appelle

la température du milieu à l'infini, on a

, et si on appelle

la puissance développée par l'animal en r = R la taille de son corps, on a (d'après la loi de Fourier) :

à la surface du corps, la puissance échangée entre l'animal et son environnement.
Ainsi,
 = \frac{P}{4\pi\lambda r} + T_{\infty})
b*)

, la température au niveau de la peau de l'animal, vaut
 = \frac{P}{4\pi\lambda R} + T_{\infty})
.
L'animal perd de l'énergie selon une puissance qui vaut
)
et produit une puissance constante

, donc il ne gèle pas si la puissance évacuée est moindre que la puissance produite, d'où :
 \leq \frac{4}{3}A R^3)
c*) En simplifiant cette inéquation, on trouve que la taille typique de l'animal R doit être supérieure à :
}{A}})
. Avec les valeurs de l'énoncé, on trouve que la taille d'un mammifère terrestre peut être 10 fois plus petite que celle d'un mammifère marin, à température corporelle, température extérieure et production volumique d'énergie égales.
d) Evidemment, le modèle est incomplet. Modéliser un animal par une sphère, c'est déjà minimiser les pertes énergétiques qu'il peut subir d'après la "square-cube law" (
https://en.wikipedia.org/wiki/Square-cube_law). On a en plus négligé les transferts thermiques par convection et par rayonnement, qui auraient induit des pertes énergétiques encore plus importantes.
e) Soit P le poids d'un enfant. Nous savons que le poids P vaut mg, et est donc proportionnel au volume de l'enfant par la relation P = Vdg, où d est sa densité supposée uniforme sur tout le volume du corps. Soit L la taille de l'enfant, alors on a V proportionnel à L³, ce qui veut dire que le poids est directement proportionnel à L³. Soit l la taille typique des pieds de l'enfant, alors S = l² est la mesure caractéristique de la surface de sa voûte plantaire. La douleur ressentie pendant la marche est due à la pression que les gravillons exercent sur les pieds. Cette pression est égale à la force qu'exerce tout le corps sur la surface équivalente des pieds : Pression = P/S = L³/l²
On voit que cette pression évolue en puissance 3 selon la taille de l'enfant, et diminue selon le carré de la taille des pieds de l'enfant, ce qui veut dire qu'il est plus facile de marcher sur des cailloux quand on est petit, toutes proportions gardées.
f) Soit L la taille de l'animal, l le diamètre typique de ses os. Son volume vaut L³, et c'est aussi à cette quantité que son poids est proportionnel. La pression que ses os peuvent supporter est P/S, et elle doit être inférieure à une tension de rupture T qui ferait que ses os casseraient.
Alors P/S est proportionnel à L³/l² < T.
Si l'on suppose que les os de n'importe quelle espèce doivent pouvoir supporter à priori une tension du même ordre de grandeur, la quantité L³/l² est approximativement constante, donc d, le diamètre de ses os, varie selon

. On voit que la taille des os doit donc augmenter plus vite que la taille de l'animal pour qu'il ne subisse pas le flambage. Or cette augmentation de taille du squelette est handicapante, elle n'autorise pas de mouvements rapides et rend l'animal encombrant. En plus, les efforts atteindront toujours la limite du flambage et s'ils ne se briseront pas sous l'effet d'un effort de flexion, ils auront de grandes chances de se briser à la chute de l'animal sous l'effet de contraintes très importantes du fait de sa masse.
g) Malgré un squelette plus imposant, le tyrannosaure pèse 40 fois plus que l'ornithominus, pour des os pas tellement plus gros. Sa taille imposante et ses crocs faisaient de lui un superprédateur, mais il était aussi plus vulnérable aux accidents et aux catastrophes naturelles.
Ce qu'il gagnait en pouvant se nourrir assez facilement, il le perdait par son manque d'agilité et un corps qui pouvait représenter pour lui un énorme fardeau.