Archimède et la transition énergétique
Dans le prolongement de mes billets précédents, et à force de regarder des conférences mathématiques et physiques, j'en arrive à des questionnements logiques que seuls des mathématiciens de qualité, voire des physiciens amateurs de puzzles pourraient trouver « amusants» à résoudre.
Pour autant, l'avancée dans les nano technologies fait que la question peut se poser sans que cela reste forcément du domaine de la recherche fondamentale.
Voici la question:
Imaginons un homme seul dont le métier est de secouer les oliviers. Il sait parfaitement donner les mouvements pour que, à force d'osciller, l'arbre ait ses fruits qui chutent, la force étant à un certain point suffisante pour tout ébranler.
Mettons cet homme au pied d'une tige longue, longue en nano tube, bien arrimée au sol, créant un point d'appui fiable.
Sa main est assez grande pour saisir cette tige, mettons du diamètre d'un javelot.
Il se met, gentiment, à exercer son travail, il secoue la tige.
Progressivement, par un phénomène de resonance, la tige oscille.
Nous sommes en pleine projection mentale, donc nous n'avons pas, actuellement à nous soucier de données crédibles, la tige fait 1000 mètres de long, donc, ici, de haut.
Au bout de 5 minutes, compte tenu de la force moyenne d'un bras humain, quelle sera l'amplitude de la pointe de la tige, quelle sera la vitesse atteinte par cette pointe dans son déplacement?
Et, de là, quelle énergie pourrait être potentiellement produite par une petite hélice placée à cette pointe de la tige?
Nous sommes dans la loi des grands nombres, dans des valeurs exponentielles du fait de la longueur de la tige mais je me pose la question absurde qui est celle-ci?
Dans ce cas de figure, est-ce qu'un homme pourrait par cet effet de levier, créer assez de lumière pour alimenter sa maison, son quartier, une ville ou plus encore?
Pour des contraintes de resistance, la tige serait forcément constitué du matériau le plus solide, en carbone pur combiné comme on la fait actuellement... en laboratoire!
Comme je suis un Candide des sciences, j'ignore un certain nombre de choses:
Le matériau choisi peut-il résister structurellement à une telle dimension?
Ou bien, s'effondrerait-il sur lui-même?
Ce qui modifie de facto un paramètre, la taille maximale possible d'une tige pour l'expérimentation en situation « réelle » sachant qu'à la base, elle doit être préhensiles.
Deuxièmement, quelle sera, dans un même temps sa flexibilité?
Parfaitement rigide, nous n'aurions aucun déplacement à la point de l'objet, rien d'exploitable.
A l'inverse, trop flexible, la pointe, par la courbure de la tige, toucherait le sol, interdisant tout autant l'expérience, et, par là même, son exploitation.
Donc, correction possible, pour que l'expérience soit possible, sachant les capacités mécaniques du matériau et son diamètre déterminé au sol, imposé par le fait qu'un être humain puisse le saisir d'une main, quelle serait la longueur optimale de cette tige pour entrer en adéquation entre le principe de la tige secouée et son déplacement « utile » à la pointe?
Cette expérience sera, faite par un jour de temps calme, sans vent turbulent et sans risque orageux, pour que notre cobaye ne soit point connecté à un immense paratonnerre!
Est-ce que ce problème peut séduire quelque mathématicien ou physicien?
Je rappelle que, donc, je suis sur Facebook, Tweeter, G+, Viadeo, Linkedin et que mon adresse mail est jean-marc.doniat@laposte.net
A+
Archimedes and the energy transition
In continuation of my previous posts, and strength to look mathematics and physics lectures, I come to the logical questions that only quality mathematicians or physicists puzzle fans might find "fun "
to resolve.
However, the progress in nano technologies that the question may arise without necessarily remains in the field of basic research.
Here is the question:
Imagine one man whose job is to shake the trees. He knows to give the movements that force to oscillate , the tree has fruit that fall, the force being sufficient to a certain spot to shake everything.
Let this man at the foot of a long rod, long in nano tube, properly secured to the ground, creating a reliable fulcrum.
His hand is big enough to take this rod, let the diameter of a javelin.
He began, gently, to perform his work, he shakes his rod.
Gradually, by a phenomenon of resonance, the rod oscillates.
We are in the mental projection, so we do not have currently to worry about credible data, the rod is 1000 meters long, so here high.
After 5 minutes, considering the average strength of a human arm, what is the amplitude of the tip of the rod, what is the speed reached by this point in its movement ?
And from there, which power could potentially be produced by a small propeller placed at the tip of the rod ?
We are in the law of large numbers in exponential values due to the length of the rod but I wonder absurd question is this?
In this case, is it a man could by this leverage, create enough light to power his home, neighborhood, city or even more ?
Resistance to stresses, the rod would necessarily be made of the strongest material, combined with pure carbon as is currently able to be made in ... laboratory !
As I am a science Candide, I did not know a number of things :
The selected material can he resist such a structurally dimension?
Or, it would collapse on itself ?
Which modifies de facto one parameter, the maximum possible size of a rod for experimentation in a situation "real" knowing that the base must be prehensile.
Second, what will be, at the same time its flexibility ?
Perfectly rigid, we would have no movement in the point of the object, nothing usable.
Conversely, too flexible, the tip, because the curvature of the rod, touch the ground, so no operation aviable.
So correction possible for the experience to be possible, knowing the mechanical capacity of the material and determined ground diameter, imposed by the fact that a human being can grasp with one hand, what is the optimum length of this rod to enter the matching principle and its displacement rod shaken "useful" to the tip ?
This experience will be made by a calm day without wind and without turbulent thunderstorm, so that our guinea pig is point connected to a huge lightning !
Is this problem can seduce any mathematician or physicist ?
I notice that, so I 'm on Facebook, Tweeter, G+, Viadeo, Linkedin and my email address is jean-marc.doniat@laposte.net
Have a nice day and see you soon!
