Questions aux experts
Matière et matériaux
Quelles sont les propriétés d'un objet qui lui permettent de rebondir ?
Quelles sont les propriétés d'un objet qui lui permettent de rebondir ?
La seule propriété est d'être fait d'un matériau élastique, c'est-à-dire de pouvoir être déformé et de pouvoir reprendre sa forme et ses dimensions initiales.
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Complément de réponse sur le rebondissement.
Pour être le plus simple possible, faisons l'expérience suivante (comme je viens de le faire !) : laissons tomber une petite bille en acier sur du carrelage (petite pour ne pas casser le carrelage !). Elle vient de rebondir; certes pas d'une grande hauteur. Or ni la bille ni le carrelage ne sont d'une grande élasticité. Si je prends un petit morceau d'acier parallélipédique de même masse (à peu près), il ne rebondit pas du tout.
Qu'est-ce qui différencie ces corps ? La surface d'impact : très faible dans le cas de la bille, importante pour le petit morceau d'acier. Il s'agit donc bien d'une question de "dissipation" d'énergie acquise au cours de la trajectoire, au moment de l'impact.
Mais il sûr que l'élasticité du matériau entre en jeu dans cette dissipation d'énergie. Un morceau de pâte à modeler tombant sur le sol s'écrase "mollement" : toute l'énergie due à la chute sert à déformer le matériau qui a n'a aucune élasticité.
Voilà pour l'explication la plus expérimentale possible !
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L'élasticité est une condition nécessaire au rebond (cette propriété permet d'emmagasiner une partie de l'énergie cinétique pendant l'impact puis de la restituer pour rebondir).
Bien que cela paraisse étonnant, l'acier est élastique comme tout les métaux solides. Lorsqu'on tord une règle en métal (pas trop fort) elle reprend sa forme initiale, lorsqu'on observe les fleurets des escrimeurs, on voit qu'ils peuvent se déformer considérablement avant de reprendre leur forme initiale. Le verre aussi est élastique (tant qu'on ne le déforme pas trop), on peut s'en rendre compte en regardant de profil une lame de microscope optique reposant sur deux appuis et en appuyant avec le doigt au milieu.
L'élasticité n'est pas une condition suffisante au rebond :
Pour rebondir, il faut aussi que le matériau ne soit pas trop fragile (qu'il ne casse pas tout de suite): un verre en cristal ne rebondira pas, mais un verre en pyrex de type verre de cantine rebondit souvent au moins une fois avant de casser (expérience intéressante mais coûteuse et dangereuse à l'école...)
Pour rebondir il faut aussi que le matériaux de l'objet qui tombe "n'aime" pas trop le matériaux du sol. Par exemple une goutte d'eau rebondit sur la feuille d'un arbre mais pas sur du papier buvard...
Il y a encore plein d'autres choses à dire sur les rebonds, mais c'est aussi aux enfants de le découvrir par eux-mêmes...
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Le rebondissement veut dire qu'après le "choc" - la "rencontre" - de deux objets - l'un d'entre eux repart en sens inverse. Tout dépend de la masse des objets en présence.
Par exemple, la balle de tennis lancée contre un mur "rebondit" - "repart dans l'autre sens" - mais le mur, lui, ne bouge pas, il est trop lourd. En revanche, lorsque je lance mon ballon de foot dans le filet, le ballon rebondit sur le filet et le filet rebondit aussi.
Si je laisse tomber un melon par terre, il ne rebondit pratiquement pas, il est trop lourd.
L'explication plus compliquée est de dire que tout mouvement d'un corps est le siège d'une énergie (cinétique). Au choc de deux corps, cette énergie se dissipe d'une façon ou d'une autre : soit par un mouvement contraire, soit en chaleur.