• Voici l’évolution de la solution du mystère du chat, qui défie les lois de la mécanique en retombant toujours sur ses pattes.
       
        L’explication n’a été possible que lorsqu’on a pu prendre des séries de photos à quelques millièmes de seconde. d’intervalle.
        Pour convaincre les savants sceptiques de l’académie des sciences, le premier à utiliser cette technique fut le physiologiste Marey qui disposait d’un appareil photographique imaginé par Muybridge, dénommé le « zoopraxiscope », et qui pouvait prendre 60 images par seconde.
        Ayant observé le mouvement du chat il élabora en 1894, la théorie suivante, schématisée ci dessous, mais qui ne s’avèrera pas tout à fait exacte, selon laquelle le chat se retournait par rotations successives des ses pattes avant et arrière :
        (1) il est lâché sans aucune impulsion.
        (2), il replie ses pattes antérieures (en bleu) et étend ses pattes postérieures (en rouge) ;
        (3). le train antérieur tourne alors d'un angle plus grand que le train postérieur, et dans le sens opposé, ces deux mouvements produisant des moments cinétiques qui s'annulent mutuellement;
        (4). Puis le chat étend ses pattes avant et rétracte ses pattes arrière
        (5), ce qui lui permet de compléter son retournement selon le même principe.       
         (6) et de retomber sur ses pattes.

    http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences2/chatmarey-copie-1.jpg

        En fait l’appareil photographique était trop lent et cette théorie était partiellement inexacte mais elle montrait que le retournement du chat était possible. Le calcul montrait que sans doute il aurait fallu plusieurs mouvements analogues du chat pour que le retournement soit complet, et de nouvelles prises de vue faites par Redmaker et Ter Braak, en1930, à la vitesse de 200 images/seconde, montrèrent que les pattes avant et arrière du chat ne se décalaient pas, ainsi que l’avait imaginé la théorie de Marey.
        La figure ci dessous explique le retournement du chat, les pattes arrières et avant étant remplacées par des cylindres de masses égales, et donc qui tournent à la même vitesse et dans le même sens, la rotation des pattes impliquant, du fait du principe de conservation des moments d’inertie, une rotation du reste du corps en sens contraire, ce qui donc fait tourner le chat autour d’un axe horizontal :

    http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences2/ChatBraak-copie-1.jpg

        Depuis des modèles mathématiques sur ordinateur ont permis vérifier et de perfectionner cette théorie, en montrant que le retournement est un peu plus compliqué, car du fait de son diamètre et de sa masse plus importants, le corps offre une plus grande résistance à la rotation (son moment cinétique est plus important que celui des pattes) et il tourne moins vite que les pattes, ce qui permet au chat de revenir en bonne position en temps voulu pour atterrir.

        Les informaticiens ont imaginé des modèles de chats virtuels, et ont cherché la méthode optimale de retournement. Ils n’ont jamais réussi à faire mieux que le chat réel !!!.

        Alors, physiologiquement, comment cela est il possible?

        Cette aptitude est sûrement le fruit d’une lente évolution, qui a abouti à un câblage du cerveau du chat, qui lie les signaux de son oreille interne (le gyroscope qui donne la position du corps), et les commandes des muscles entrainant les mouvements des pattes et aboutit à un réflexe qui déclenche les mouvements de rotation des pattes en quelques centièmes de seconde, mouvements totalement inconscients de sauvegarde.
        L’homme a des réflexes analogues : mettre les mains en avant s’il tombe, retirer la main si l’on se brûle ..…
        La nature est quelque chose d’extraordinaire.
        Et ces études servent en fait en robotique. Si j’avais encore longtemps à vivre je crois que je m’achèterais un chat robot !!
       

    Partager via Gmail

    votre commentaire
  • http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences2/chat.jpg
        J’ai lu sur le journal « La Recherche, un article sur ce sujet original de Greg Gbur, professeur à l’université de Caroline du Nord et je vais essayer de vous le résumer.
        Le sujet au départ paraît très futile et il a pourtant passionné les plus grands savants, car, en apparence il défie les lois de la mécanique : c’est le mystère des chats qui retombent toujours sur leur pattes.
        En effet, même si vous lâchez d’une faible hauteur (10cm) un chat en le tenant par les pattes, dos en bas et sans lui donner aucune impulsion, en un dixième de seconde, le chat se retourne et retombe sur ses pattes.
        Je vais vous expliquer pourquoi cela pose problème et vous faire un peu d’histoire
    Demain je dévoilerai le mystère avec l’explication en images.

        Il est certain que d’une aussi faible hauteur et sans vitesse, le freinage par l’air ne peut intervenir sur la rotation. Le problème est donc purement mécanique et c’est là où le bât blesse.
        Vous avez sûrement appris en physique au lycée que lors d’un choc entre deux boules de billard, par exemple, deux principes devaient être appliqués : la conservation de l’énergie et la conservation des « quantités de mouvements », la quantité de mouvement de chaque boule étant définie par le vecteur mV (m est la masse et v le vecteur vitesse).   
        On peut faire ainsi une théorie du billard, simplifiée car elle ne tient compte, ni du frottement sur le tapis, ni de la rotation des boules autour d’un axe vertical (« l’effet » qu’on peut lui donner ).
        Dans les phénomènes de rotation, on peut définir des grandeurs analogues et notamment une « quantité de rotation ». Elle dépend aussi de la masse de l’objet, mais aussi de la façon dont cette masse de matière est répartie et de la vitesse de rotation (ou pour un mouvement  uniforme de la fréquence de rotation).
        En fait cette grandeur, en physique est appelée le « moment cinétique ». Ce sont Newton, puis Euler qui en ont posé les bases mathématiques et physique.   
        De même que la mécanique classique est régie par le principe de la conservation de la quantité de mouvement, elle l’est aussi par la conservation de la quantité de rotation (le moment cinétique).
        Quelle sont les conséquence pratiques de ces notions :
                  - d’abord, plus la masse est loin du centre de rotation, plus le moment cinétique est élevé; donc si vous prenez une roue de vélo, dont l’essentiel de la masse est la jante et le pneu, plus son diamètre est grand, plus il sera difficile de changer sa vitesse ou la direction de sa rotation (plus il faudra fournir d’énergie).
                  - par ailleurs, si on veut communiquer un mouvement de rotation à un objet, (donc lui communiquer un certain moment cinétique), en fonction du principe de conservation, il faudra enlever la même quantité de rotation à un autre objet.
        Par exemple quand vous faite virer votre voiture, vous lui communiquez une certaine quantité de rotation et vous enlevez celle ci à la Terre sur laquelle elle s’appuie. Mais évidemment vu l’énormité de la masse de la terre par rapport à celle de la voiture, cela ne modifie pas le mouvement de la terre (si, mais d’une quantité infime).

        C’est là où le problème du chat se pose. Il n’est en contact avec rien. On le lâche verticalement et linéairement. Donc il ne peut diminuer la quantité de rotation d’un autre objet, et donc il ne peut en acquérir lui même.
        Il est donc impossible mécaniquement que le chat se retourne pour tomber sur ses pattes.
       « Et pourtant il tourne » aurait dit Galilée.
        Je vous en donnerai demain l’explication en images.   

        Cependant cela à provoqué des migraines à de nombreux savants, qui ont essayé de comprendre, et pas des moindres !!
        Le premier est Maxwell, le père de la lumière et de l’électromagnétisme et du concept d’ondes, qui vers 1860 effectua de nombreux essais sur des chats, à tel point qu’il eut auprès de ses élèves la réputation de jeter les chats par la fenêtre, et d’avoir trouvé une méthode pour les empécher de retomber sur leurs pattes, allégations toutes deux inexactes.
        Le physicien Stokes, père de la mécanique des fluides et de compréhension de la viscosité, mais aussi théoricien de l’optique s’est aussi intéressé au problème, vers 1870 et s’est aussi cassé le nez sur ce problème, malgré tout son talent.
        En effet, ils n’avaient pas les dispositifs de mesure permettant de « voir » les mouvements du chat, ceux ci s’effectuant en moins d’un dixième de seconde, et l’œil humain n’est pas capable d’une analyse aussi rapide à cause de la persistance rétinienne et du temps d’analyse des images par le cerveau.

        Le problème ne sera résolu que lorsque au 20ème siècle, on disposera de caméras rapides, capables de donner quelques centaines d’images par seconde.
        Je vous en donnerai demain la solution.

        Cette performance des chats contribue à leur sauver la vie, car lors de chutes de grande hauteur, alors que s'ils étaient tombés sur le dos ou le coté, ils seraient morts, le fait de retomber sur leurs pattes limite souvent les dégâts à des fractures de celles-ci.
        J'habite un immeuble dans lequel deux résidants ont un chat, habitant au 5ème et 4ème étages, et il y a un balcon le long de tous les appartements d'un même étage, avec évidemment des séparations en verre dépoli. Mais les garde-corps sont devant ces séparations et sont donc continus. Ce sont des structures d'aluminium de 3 cm de large et les chats adorent se promener tout du long.
       Le chat du 5ème est tombé une fois et celui du 4ème deux fois. Mais il y a une pelouse sous les balcons, qui amortit le choc. 
       Les deux chats n'ont eu aucun dommage, mais ils ne m'ont pas dit s'ils avaient eu peur.

    Partager via Gmail

    votre commentaire
  •  

    Phares du Morbihan (2)


               En intermède, je continuerai aujourd'hui à vous montrer quelques phares du Morbihan, en Bretagne sud.

               Quand on veut entrer de nuit à Lorient, il faut laisser à droite le phare des Birvideaux, qui est en pleine mer, comme je l'expliquais sur le précédent article.
              Il faut évidemment éviter l'île de Groix dont la pointe est très rocheuse et pour la signaler, il faut laisser largement à gauche le phare de la Pointe des Chats (première photo : il n'est pas haut 15m, mais porte à 35 km), puis celui de la Pointe de la Croix, qui est le plus petit phare de France, (4mètres photo 2), mais sur une falaise de 16 mètres de haut. A droite on voit le petit phare d'Etel, à l'entrée de la ria et de sa barre très dangereuse les jours de vent.
             En face on voit  sur la côte au delà de Lorient : celui de Lomeneur (feu rouge à 14mètre de haut, photo 3).
             Par contre le phare de Kerbel à Port Louis (30 mètres de haut) n'est plus en service : il a été transformé en hôtel

    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/Pointedeschats.jpg

     


    Phares du Morbihan (2)



    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/ploemeur.jpg

             Si on veut rentrer de nuit à Lorient, il faut alors suivre une route complexe, comme le montre la carte marine ci-dessous, au milieu de 153 balises, dont beaucoup sont lumineuses la nuit, et qui marquent soit le chenal pour les plus grandes, soit un obstacle et le coté par lequel on doit les doubler.
             Vous avez ci dessous deux phoitos de telles balises.

    http://lancien.cowblog.fr/images/Images2-1/carteradelorient.jpg

    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/Unknown-copie-4.jpg








    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/YYY1.jpg












    Partager via Gmail

    votre commentaire
  • Les phares du Morbihan (1)

         J'ai fait beaucoup de voilier en Bretagne, en général de jour, mais parfois la nuit et alors les phares sont indispensables, Mamie si maintenant, avec les GPS, la navigation est beaucoup plus facile.

         Je vais donc vous montrer quelques uns des grands phares et la carte ci-dessus montre l'emplacement de tous ces phares; je n'en montrerai que quelques uns. 

               A part le port de Lorient, il n'y a pas de traffic de gros bateau et donc, ce sont surtout des bateaux de plaisance qui voguent dans ces eaux.
               Par ailleurs les côtes sont souvent assez hautes et donc les phares du Morbihan sont en général assez petits, et il n'y en a que trois en pleine mer.

    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/Goulfar-copie-1.jpg 
             Le plus grand phare est celui de Belle Isle en Mer, au milieu de l'île à Goulphar : c'est une tour de granit de 52 mètres avec un escalier en colimaçon. Il est ouvert au public et la vue est superbe - et ventée - là haut, mais la rambarde en granit n'est pas très haute et si vous êtes sujet au vertige, ne vous en approchez pas trop. C'est un feu à deux éclats blancs donnés par une optique tournante éclairée par une lampe de 1000 watts.
               Il indique l'entrée étroite de la ria de Goulphar, mais il y a tellement de cailloux dans l'eau que je ne m'y risquerais en voilier, ni par mauvais temps, ni la nuit.

     
     
     


              Il y a ensuite trois phares en mer : dans l'ordre des photos 

                    - le phare de la Teignouse qui indique le seul passage que peut prendre un bateau pour franchir, à basse mer, la ceinture de rochers qui relie la pointe de la presqu'île de Quiberon aux îles d'Houat et Hoedic (elle s'appelle la "Chaussée du Béniguet").
              Il est petit (20 m), et de faible puissance (180 watts), mais porte à 25 km.
              Pour passer dans le chenal, il faut serrer de près (une trentaine de mètres), le phare sur sa droite en entrant dans la baie.
              Le cuirassé France, qui n'a pas suivi cette consigne a heurté une roche non portée sur les cartes marines, le 26 août 1922 à 1h du matin et coulera dans la baie.

                      - à l'extrémité de la même chaussée du Béniguet, le phare des Grands Cardinaux, au sud est de l'île d'Hoedic, indique que le passage à l'est est possible et qu'au contraire les rochers sont à l'ouest. Sa tour rouge et blanche est haute de 27 mètres, et sa lampe, très modeste (90 watts) porte cependant à 20 km de nuit.

                       - le phare des Birvideaux, sur un plateau rocheux immergé, mais dangereux pour de gros bateaux, au large de la presqu'île de Quiberon, et avant l'île de Groix. Il a été très difficile à construire (54 ans dont 20 ans pour les fondations). Il été destiné à protéger l'entrée vers le port de Lorient.
    Il a une hauteur de 30 mètres

    Dans le prochain article,  je vous parlerai d'autres phares du Morbihan.

    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/LaTeignouse.jpg         
    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/Cardinaux.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/Bretagne2/lepharedubirvideaux.jpg
      

     

    Partager via Gmail

    votre commentaire
  • Des oiseaux de mon jardin sur le toit.


          Sur les petits murets de mon jardin sur le toit, et dans une petite sphère de verre percée de deux trous, je mets tous les deux ou trois jours des graines de tournesol et un mélange de graines diverses pour tourterelles, notamment du lin et des morceaux de maïs, ainsi qu'une boule de graisse l'hiver.
         J'ai évidemment du succès auprès des oiseaux : des couples de pigeons, un couple de tourterelles, parfois des perruches énormes toutes vertes (celles de l'aéroport d'Orly, importées par un avion) et parmi les petits oiseaux, une grive, des mésanges, des verdiers, des moineaux et un rouge gorge, mais lui n'aime pas les graines et vient manger les cloportes ou des escargots et limaces (j'en tue pour préserver mes fleurs et je lui dépose les corps pour autopsie. Ils disparaissent dans la journée !).
        Ci après, en intermède, quelques photos. Les dernières sont celles d'une maman verdier dans la boule de verre, décortiquant les graines de tournesol et donnant la graine à son gros bébé qui attent paresseusement à l'entrée (dans la dernière photo, bébé tient la graine dans son bec).

    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/P1000428.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/P1000432.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/DSC01279.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/DSC00895.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/DSC00901.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/DSC00467.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/P1000354.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/P1000353.jpg
    http://lancien.cowblog.fr/images/oiseaux/P1000357.jpg


    Partager via Gmail

    votre commentaire