Vitesse de rotation


Remarque: On voit dans la vidéo, après le rebond sur l'eau, que la pierre est totalement désorientée et par conséquent, la pierre n'arrive plus dans une bonne position par rapport à l'eau et n'arrive pas à ricocher. 

Donc pour faire plusieurs ricochets, il faudrait que la pierre garde sa bonne orientation du départ après chaque rebond, c'est le rôle de l'effet gyroscopique. 

 Mais qu'est-ce que l'effet gyroscopique ?

C'est la tendance qu'a tout corps lourd en rotation rapide autour d'un axe à s'opposer à tout effort visant à modifier la direction de son axe de rotation.


Expérience :

Nous avons pris une toupie et essayé de modéliser l'effet gyroscopique qu'il y a sur notre galet :









Selon Lydéric Boquet, la variation de l'angle d'incidence grâce à l'effet gyroscopique pourrait se formuler grâce à l'expression suivante: 





g étant l'accélération de pesanteur ( g = 9.81 N/kg sur la Terre) 
r le rayon du galet en m 
ω étant la vitesse de rotation du galet en s-1


Ainsi, pour que l'angle α soit constant il faut que δα ≤ 1, donc : 


La solution négative est rejetée car une vitesse de rotation est forcément positive.

Appliquons cette formule à notre galet pour déterminer sa vitesse de rotation afin qu'il fasse plusieurs ricochets: (rappel : notre galet idéal ayant un diamètre de 9 cm, r = 4,5 cm et g = 9,81 N/kg)



Ce qui nous donne une fréquence de 2.4 Hz 
et une vitesse de rotation de plus de  2.4 tour/s.

- C'est donc à une vitesse de rotation de plus de 2.4 tour/s que notre galet doit être lancé pour faire plusieurs ricochets.