- il y a 12 ans
Impossible n’est pas Cobayes ! Après des essais peu concluants en plein air, Elise étudie de plus près poids, masse et gravité. David part en Allemagne, au Centre de Technologie Spatiale de Brême, pour marquer l’histoire et marcher dans les pas de Galilée ! Notre scientifique réussira-t-il cette première mondiale ? Le compte à rebours est lancé !
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00:36Ça c'est Dave Scott sur la Lune et il est en train de faire une expérience de Galilée 400
00:40ans plus tard, 4 siècles plus tard.
00:42Donc c'est quoi ?
00:43Il a un marteau.
00:44Ah d'accord, il y a un marteau ici.
00:45Voilà, et voilà la plume.
00:47Il y a la plume là dans la main gauche.
00:48Il va la lâcher en même temps et qu'est-ce qui se passe ?
00:53Oh oui, vous mettez le même temps à tomber sur le sol de la Lune.
00:56Cette expérience, c'était prévue par Galilée et puis Newton, mais on ne l'a jamais fait sur Terre.
01:02Ça serait bien cobaye ça.
01:03Première mondiale, la grande expérience de marteau et plume sur la Terre, fait par les cobayes.
01:11David Scott, il est temps de redescendre sur Terre, tout doucement.
01:16Give me four.
01:23Pour tenter de reproduire le résultat de David Scott, David et Vincent ne s'envolent pas vers la Lune.
01:28C'est même impressionnant cette tour, 30 mètres jusqu'en haut.
01:31Mais vers la tour de Montlhéry, en Essonne, qui devient pour l'occasion un site d'expérimentation cobaye.
01:37Donc le marteau et la plume.
01:39Ça c'est pour taper, ça c'est pour chatouiller.
01:41Ah d'accord.
01:43Arrête.
01:44Arrête.
01:44Il sache ?
01:45Non, non, non, ça ne se tue pas.
01:47Bon alors quand même on va voir si c'est le marteau ou la plume qui tombe le plus vite.
01:50Il pèse le marteau.
01:50Combien il peut peser ce marteau ?
01:53350 grammes.
01:54Oui, 65 grammes.
01:55Alors que la plume elle pèse.
01:57Hop.
01:591 gramme.
01:591 gramme, oui.
02:00350 fois plus léger que le marteau.
02:02Bon bah je prends mon mégaphone.
02:03Mégaphone.
02:04Attends, fais un petit test.
02:11Prends ça, c'est parti.
02:14Il y a 120 marques.
02:17Ah oui ?
02:17Oui.
02:19Première étape, tenter de définir le rôle de la masse dans la chute du marteau et de la plume
02:23en lançant ses objets à 20 mètres de hauteur.
02:26Wow.
02:30David, attention, je vais bientôt lancer.
02:32Très bien, les deux en même temps.
02:34Comme les plumes et les marteaux.
02:353, 2, 1.
02:44J'arrive, David.
02:46Cherche la plume d'ancienne.
02:49Il est où ?
02:56Ah, alors, 2 vins pour le marteau et la plume, c'est...
03:00C'est envolé.
03:01Avant, tu n'as pas vu retomber ?
03:02Non.
03:02Non, c'est emporté par le vent.
03:04Donc, je me suis dit, le prochain pas, il faut prendre des plumes dans un sac qui pèsent
03:09la même chose que le marteau.
03:10Bonne idée.
03:11En tombant, le marteau, plus lourd, paraît avantagé.
03:14Mais à masse égale, les deux objets chuteront-ils à la même vitesse ?
03:18Pour le savoir, nos cobayes fabriquent un coussin de plume de 350 grammes, le poids du marteau.
03:22Donc, marteau, 350, pareil.
03:25Il n'a pas bougé ?
03:26Non.
03:26Parce que si on était sur la Lune, il serait beaucoup plus léger.
03:28Oui, c'est vrai.
03:29La même masse, mais pas le même poids sur la Lune.
03:31Tu pourrais nous rappeler la différence entre le poids et la masse, s'il te plaît ?
03:34La masse, c'est la quantité de matière et le poids, c'est l'attraction de la Terre pour l
03:39'objet.
03:39Si lui, il va sur la Lune, il aura toujours la même quantité de matière, n'est-ce pas ?
03:44Mais il n'aura pas le même poids ?
03:45Oui, parce qu'il n'a pas la même force d'attraction.
03:46Donc, il aura la même masse, mais pas le même poids ?
03:48J'ai tout compris pour une fois.
03:49D'accord.
03:51La force d'attraction des objets, la gravité, s'appelle aussi la pesanteur.
03:55Elle est d'autant plus élevée que la masse d'un astre est grande.
03:58Sur la Lune, environ 6 fois plus petite que la Terre, la pesanteur est donc divisée par 6.
04:03Notre poids serait donc 6 fois moins important sur la Lune que sur la Terre.
04:08Retour à l'expérience.
04:09Plumes et marteaux sont donc à masse égale.
04:11Donc, l'attalème, sac 350 grammes, le poids du marteau.
04:15Donc, on a deux poids pareils.
04:17Exact.
04:18On en mettra ?
04:193, 2, 1, top !
04:23Ah oui.
04:24Toujours 2 vins pour le marteau, mais là, on était à 4,94 pour l'oreiller,
04:29qui pèsait exactement le même que le marteau.
04:33Même à poids égal, le sac de plumes met 2 fois plus de temps à toucher le sol.
04:38Dernière tentative avec une masse 3 fois plus importante que celle du marteau.
04:461 kg de plumes contre 350 grammes de marteau.
04:51Attention, qui va gagner ?
04:523, 2, 1 !
04:55Ah ah !
04:56Attention à toi.
04:57Derrière toi, top !
04:58Ah oui.
04:59Incroyable !
05:00Même avec une masse supérieure à 1 kg, cette fois encore, le sac de plumes arrive en dernier.
05:04Il met même 1 seconde et 30 dixièmes de plus que le sac de 350 grammes à tomber.
05:09Donc c'est pas juste une question de masse, n'est-ce pas ?
05:11Peut-être qu'on pourrait parler de la forme ?
05:13Je crois que c'est le prochain paramètre qu'il faut examiner.
05:15Ah, la forme.
05:15Pour la forme, oui.
05:16Avec une matière qui est aussi belle, c'est vraiment très dommage.
05:19On ne peut pas en profiter !
05:23Voilà !
05:24Voilà !
05:31Pour tenter de définir le rôle de la forme des objets dans leur chute...
05:35Salut Richard !
05:36Bonjour !
05:36Élise fait appel à un ancien complice des cobayes, Richard Taillet, enseignant chercheur en physique à l'université de Savoie.
05:44Alors, qu'est-ce que tu m'as préparé ?
05:45Alors, ce qui s'est passé quand vous avez fait tomber 350 grammes de plumes et 350 grammes de marteaux,
05:51une des mêmes masses.
05:52Ces masses sont attirées par la terre, ça s'appelle le poids, la force.
05:55Et c'est pas tombé de la même manière parce qu'il y avait une autre force qui agissait, c
05:57'était les frottements de l'air.
05:59On va faire quelques expériences pour un peu se familiariser avec ces frottements, si tu veux bien.
06:02Oui, alors là, tu m'as amené...
06:04Alors ça, c'est un disque, voilà, un disque de carton un peu rigide.
06:08Et ce qu'on va faire, c'est qu'on va envoyer de l'air dessus.
06:11Un ventilateur va propulser une grande quantité d'air et simulera les frottements rencontrés par le disque s'il chutait
06:17d'une hauteur bien plus importante.
06:19Attention, allumez ventilo.
06:22C'est parti !
06:28Donc, tu as vu que...
06:29Un peu comme une feuille morte.
06:30Un peu comme une feuille morte, relativement lentement.
06:37Voyons maintenant comment cette même feuille tombe quand elle est en boule.
06:40On est bon ?
06:42On va envoyer le moteur.
06:43Relance le ventilo.
06:47Tu vois qu'elle est tombée...
06:48Elle est tombée comme une pierre, elle est tombée toute droite.
06:50Et elle est tombée en tout cas beaucoup plus rapidement que tout à l'heure.
06:53Donc on voit ici déjà qu'effectivement, les frottements de l'air sont moins importants sur la feuille une fois
06:58qu'elle est mise en boule que quand elle avait une forme de plat.
07:01Des objets de même masse et de forme différentes vont du coup tomber à des vitesses différentes.
07:05Et donc ne vont pas atteindre le sol en même temps.
07:09Mais alors, que se passerait-il si notre marteau et nos plumes avaient la même forme ?
07:14C'est ce que Richard et Élise vont maintenant découvrir.
07:17On a mis un marteau de 350 grammes dans une boule.
07:20On a mis ici 350 grammes de plumes aussi dans une boule.
07:25Dans la boule.
07:37Attention, 3, 2, 1, top !
07:44Les deux boules touchent les coussins exactement au même moment.
07:49Ils étaient soumis au même frottement, ils ont la même masse, donc ils sont attirés de la même façon par
07:53la Terre, ils ont le même poids.
07:54Et donc ils tombent effectivement de la même façon.
07:56Sauf que notre expérience, celle des astronautes, c'était un marteau et une seule plume.
08:01Et une plume.
08:03Nos cobayes préparent donc leur nouveau test en prenant cette fois-ci une boule avec une seule plume.
08:08La sphère avec le marteau a donc un poids bien supérieur.
08:15Cette fois, la boule contenant le marteau tombe très légèrement plus vite que celle contenant la plume.
08:21Si on refaisait ces expériences en lançant les objets de beaucoup plus haut, comme les masses sont différentes, on verrait
08:26effectivement que ça tombe de manière un petit peu...
08:28C'est-à-dire qu'au début, il tomberait à la même vitesse et puis le marteau, finalement...
08:32Celui-là serait plus ralenti.
08:36Pour qu'une plume tombe aussi vite qu'un marteau, comme sur la Lune, il faut donc un endroit où
08:40ni la masse, ni la forme n'ont d'importance.
08:42Un endroit dépourvu d'air.
08:44Donc on fait le vide dans la pièce là et on fait l'expérience en scaphandre.
08:48Alors, faire le vide dans le hangar, ça va être un petit peu compliqué, mais j'ai ma petite idée
08:52d'un endroit où, pour le coup, il n'y a pas d'air.
08:56Elie sait donc où trouver du vide sur Terre.
08:59David Lowe, nach Deutschland.
09:02Autrement dit, direction l'Allemagne.
09:11Je vais trouver un dictionnaire.
09:20Pour tenter de reproduire l'expérience de la plume et du marteau sur Terre, David se rend au centre de
09:25technologie spatiale de l'Université de Brême.
09:28Notre cobaye a rendez-vous avec le docteur Torben Connemann, directeur scientifique d'une tour un peu spéciale.
09:39Bonjour David, enchanté.
09:41C'est une tour qui permet la réalisation d'expériences dans les conditions de l'impesanteur.
09:48L'impesanteur, c'est s'affranchir de la pesanteur.
09:51Pour qu'un objet soit en impesanteur, il doit être dans un endroit totalement dénué d'air et tomber en
09:56chute libre.
09:57C'est ce même phénomène que subissent les stations orbitales dans l'espace.
10:01Il y en a combien comme ça dans le monde ?
10:04Il y a deux autres tours comme celle-là dans le monde et la tour de Brême est unique en
10:09Europe.
10:10On va faire une expérience très très importante dans l'histoire de la physique, dans l'histoire de l'humanité.
10:15Je pense que cette expérience n'a jamais été faite sur une si grande échelle.
10:19Non, jusqu'ici nous n'avons jamais fait une telle expérience.
10:23On y va ?
10:23On y va ?
10:24On y va ?
10:28Là, on est à l'intérieur de la tour.
10:31C'est incroyable.
10:33J'ai un sentiment de...
10:35C'est tout à fait le contraire du vertige parce que je suis en bas d'une énorme hauteur.
10:41Oui, c'est une tour très haute.
10:42Et là, en effet, on va juste laisser tomber cette plume et ce marteau d'une hauteur.
10:49Quelle hauteur ?
10:49Nous allons les laisser tomber de 9 mètres.
10:52Ah oui, donc on va monter.
10:54Oui, nous devons monter.
10:58Pour permettre à David de relâcher simultanément et à distance la plume et le marteau,
11:03Torben a mis au point un mécanisme très particulier.
11:06D'abord, vous devriez accrocher le marteau sur cette petite tige à l'extrémité.
11:12Et la même chose avec la plume, s'il vous plaît.
11:16Ok, donc je fais la même chose avec la plume.
11:19Donc, qu'est-ce qui se passe maintenant ? Comment je lâche les objets ?
11:23Nous devons activer le système d'en bas.
11:26Ensuite, le mécanisme pivotera et relâchera les deux objets.
11:29Ok, donc, moi je peux appuyer sur le bouton ?
11:31Oui, bien sûr.
11:33Allons en bas.
11:36Mais avant de lâcher la plume et le marteau,
11:38il faut encore activer la fermeture de la porte étanche et vider la tour de son air.
11:45La salle de contrôle ?
11:46Oui, ici nous sommes dans notre salle de contrôle.
11:50Là, je suis dans un grand centre de recherche avec des grands chercheurs.
11:53Mais vous aussi à la maison, vous pouvez faire une petite expérience gravité à présentateur.
11:58Il faut juste aller sur le site des cobayes, télécharger leur fiche recette
12:02et voilà, filmez vos exploits et les meilleures vidéos, nous allons les diffuser.
12:07Bon courage !
12:10Je démarre le processus automatique maintenant.
12:13Et c'est parti pour le pompage des 1700 m3 d'air qui remplissent la tour.
12:18Donc, ça prend combien de temps pour le vider complètement ?
12:22Une heure et demie.
12:23Ah, une heure et demie.
12:24Donc, on va manger.
12:31Vous aimez ça ?
12:32Vous aimez ça ?
12:33Je vous aimez ça en allemand.
12:35Prost !
12:36Prost !
12:37Galilée ?
12:37Prost !
12:39Prost !
12:39Newton ?
12:40Prost !
12:41Prost !
12:41Einstein !
12:42Prost !
12:44Prost !
12:44Erich Schrödinger ?
12:45Ah, Schrödinger, ja, Schrödinger.
12:48Et Alain ?
12:49Prost !
12:51Prost !
12:52Prost !
12:53Prost !
12:56Une heure et demie plus tard, la tour est totalement vidée de son air.
12:59David va donc pouvoir reproduire l'expérience de la plume et du marteau telle qu'elle a été réalisée par
13:04David Scott en 1971 sur le sol lunaire.
13:07Une expérience jamais réalisée à cette échelle sur Terre, c'est pourquoi de nombreux chercheurs de l'université de Brême
13:13sont venus assister à l'événement.
13:15On est tous là parce qu'on est très excités à voir les résultats.
13:19Oui, je pense que tout le monde est très excité de voir ce qui va se passer ici.
13:23We're all a bit nervous.
13:24On est un peu tendu.
13:26On y va ?
13:27We go ?
13:28Ok.
13:30Ok.
13:31Donc tout est en place, on voit bien le marteau, la plume.
13:35Ça c'est direct de ce qui se passe dans le tour.
13:38J'appuie sur le putain vert.
13:415, 4, 3, 2, 1, ignition, take off.
14:03Bon boulot.
14:07Félicitations.
14:10We did it.
14:11We did it.
14:15David et Torben ont su recréer les conditions de l'impesanteur.
14:19Sans force de frottement pour interférer dans la chute de la plume et du marteau, les deux objets de forme
14:24et de masse différentes sont soumis seulement à la gravité de la Terre et tombent de la même manière.
14:32On avait un marteau qui tombe à la même vitesse qu'une plume.
14:35Mais si on avait mis le tour Eiffel là-dedans et un épingle, le tour Eiffel aurait tombé à la
14:40même vitesse qu'un épingle.
14:41C'est une expérience rêvée par Galilée.
14:44C'était réalisé pour la première fois sur la Lune par David Scott.
14:48Et aujourd'hui, c'est la première fois qu'on l'a fait sur Terre.
14:52Et qui l'a fait, c'est les cobayes.
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