5 avril 2015

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  • Découper au laser son tapis de Sierpiński

    le 5 avril 2015 à 16:06, par Christian Robert

    Quand je suis passé à l’Université d’Edinburgh en Janvier, pour donner un séminaire, j’ai aussi vu une éponge de Menger : il semble qu’il y ait eu une compétition au Royaume-Uni, puisque ce blog relate que Edinburgh s’est faite coiffer sur le poteau par Bath. Qui, étymologiquement, méritait de remporter un concours d’éponges !

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    • Découper au laser son tapis de Sierpiński

      le 7 avril 2015 à 17:23, par Aurélien Alvarez

      Merci pour cette précision.

      Devinette maintenant : si on vous donne 66 048 tickets de bus, que peut-on en faire ? Réponse possible : un origami de l’éponge de Menger !

      Merci à mon collègue Luc pour cette info.

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  • Découper au laser son tapis de Sierpiński

    le 6 avril 2015 à 12:41, par ROUX

    Peut-on faire flotter sur l’eau un objet globalement plus dense que l’eau ?

    On sait faire flotter des bateaux en acier : l’acier est un matériau plus dense que l’eau mais la coque en acier, creuse, est un objet globalement moins dense que l’eau.

    Alors, peut-on faire flotter un objet globalement plus dense que l’eau, une plaque d’aluminium (densité supérieure à 2,5), par exemple ? Oui.

    Il suffit de la poser sur la surface de l’eau et de veiller à ce qu’elle ne soit pas submergée par l’eau : la tension superficielle pourra agir sur son périmètre total.

    La tension superficielle s’appelle ainsi car elle est présente à la surface de l’eau mais elle agit sur le périmètre total d’un objet : à surface égale (et, si à épaisseur égale alors à poids égal), si on augmente le périmètre total d’un objet, alors, il finira par flotter.

    Dans le cas d’un tapis de Sierpiński, le périmètre total est la somme des périmètres de tous les trous.

    Si vous savez commander la machine numérique pour qu’elle fasse une suite de n tapis de Sierpiński, l’indice n correspondant au numéro de l’étape des trous, en veillant à augmenter progressivement la taille du carré initial et extérieur de manière à ce que tous les tapis aient une surface constante, il existera un tapis à partir duquel vous pourrez poser le poser sur la surface de l’eau, et il flottera.

    Cela marche avec tous les objets fractals à 2D (flocon de Koch, etc.) et plus le matériau est dense et la plaque est grande, plus les gens sont impressionnés.

    Enjoy !

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    • Découper au laser son tapis de Sierpiński

      le 8 avril 2015 à 11:06, par TheBarber

      Mézalor, si on réussissait à imprimer des semelles de Sierpinski, on pourrait marcher sur l’eau ?

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      • Découper au laser son tapis de Sierpiński

        le 8 avril 2015 à 11:29, par ROUX

        La tension superficielle de l’eau est de 0,073N/m, ce qui signifie que, tant que vous poussez à l’aide d’un fil fin avec une force inférieure à 73mN/m, vous ne crevez pas la surface de l’eau et le fil tient sur l’eau : c’est l’expérience du trombone déplié en fil d’acier et qui flotte sur l’eau sans crever la surface.

        On...

        On prend un « on » d’une masse de 73kg, ce qui correspond à peu près à un poids de 730N.

        Si vous pouvez inscrire une semelle de Sierpinski d’un périmètre total (la somme des périmètre de tous les trous et du pourtour) de... 730/0.073=10000m, c’est bon, vous glissez sur l’eau (vous ne pourrez pas marcher car il vous faudrait exercer une force vers le eau sur l’haut de ... 730N pour décoller la plaque !!!).

        Si on accepte des espèces de skis de Sierpinski (ah ah ah !!!) qui seraient des plaques de PlexiGlass de 1cm d’épaisseur, de 50cm de largeur sur 200cm de longueur, je crois que c’est jouable  :-), et, transparentes, avec un indice de réfraction pas trop éloigné de celui de l’eau, ce serait, hum... Impressionnant puisqu’on (d’autres « on ») ne les verrait pas ?

        Mais je pencherais plutôt pour des semelles de Peano  ;-) !!!

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      • Découper au laser son tapis de Sierpiński

        le 8 avril 2015 à 11:44, par ROUX

        D’ailleurs, votre idée de semelle est jolie car elle implique qu’on n’est pas obligé de la percer : il suffit de graver la figure géométrique à une profondeur suffisante pour que la surface bombée de l’eau qui devrait être à l’air libre si elle était trouée, ne vienne pas toucher le fond de la gravure (qui est alors vers le haut) : on demande un hébergement à Aurléans à Orélien ?

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        • Découper au laser son tapis de Sierpiński

          le 8 avril 2015 à 22:14, par Aurélien Alvarez

          Pas de problème pour vous accueillir à Aurléans pour tester toutes ces idées amusantes. D’autant que nous avons un lac sur notre campus ! En attendant, je retiens l’idée de graver une courbe de Peano un de ces prochains jours.

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      • Découper au laser son tapis de Sierpiński

        le 11 avril 2015 à 18:12, par ROUX

        Donc, on avait pris 73,0kg soit 716N.

        On minimise les avantages et on admet qu’on n’ira pas au delà de 2/3 de la tension superficielle maximale de 0,073N/m soit, alors, 0,0487N/m.

        Il faut donc 716-0.0487=14,7km.

        Bien.

        Une rainure a deux bords, donc, il faut 7,35km de rainures et, comme je propose deux plaques de 0,500m par 2,00m, il faut 3,68km de rainures dans une plaques.

        Je les creuse dans le sens de la longueur et je découvre donc qu’il en faut 1,84 milliers.

        Je divise 0,500m par ce nombre et je trouve qu’une rainure (le trou et la matière autour) occupe 0,272mm.

        Et, industriellement, à la fraiseuse, j’ai perdu car la plus petite fraise a un diamètre de 1,60mm...

        Ah...

        Faisons dans l’autre sens (non, pas le sens de la plaque  :-)).

        Je creuse une rainure avec la fraise de 1,60mm et je laisse 1,00mm de matière entre deux rainures : une rainure occupe donc 2,60mm. Sur une largueur de 0,500, j’en ai donc
        192, soit 9,58 fois moins.

        Au total, mes deux skis ne pourraient porter, en sécurité qu’une masse de 7,62kg...

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  • Archimède 0 Laplace 1

    le 6 avril 2015 à 13:14, par ROUX

    Le résultat du match entre ces deux mathématiciens est dans le titre de ce message puisque l’un s’occupe de la flottaison des objets moins denses que l’eau et l’autre de celle de ceux plus denses que l’eau.

    Il faut fabriquer des plaques d’au moins un kilogramme et inscrite dans un carré d’au moins quelques dizaines de centimètres pour que cela soit très impressionnant.

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  • Découper au laser son tapis de Sierpiński

    le 6 avril 2015 à 13:22, par ROUX

    Avec la même règle de la surface constante, creuser une courbe de Péano : à quelle ordre la plaque d’un matériau plus dense que l’eau flotte-t-elle alors ?

    Ah la la... Qu’est-ce que j’aimerais être enseignant-chercheur à Orléans !!!

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    • Découper au laser son tapis de Sierpiński

      le 7 avril 2015 à 13:52, par Aurélien Alvarez

      Merci pour ces excellentes suggestions de mathématiques expérimentales ! De belles activités en perspective pour nos prochains stagiaires :-).

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