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samedi, 10 novembre 2012

Le Baromètre

J'ai reçu un coup de fil d'un collègue à propos d'un étudiant. Il estimait

qu'il devait lui donner un zéro à une question de physique, alors que

l'étudiant réclamait un 20...

 

Le professeur et l'étudiant se mirent d'accord pour choisir un arbitre

impartial et je fus choisi. Je lus la question de l'examen : "Montrez

comment il est possible de déterminer la hauteur d'un building à l'aide d'un

baromètre."

L'étudiant avait répondu : " On prend le baromètre en haut du building, on

lui attache une corde, on le fait glisser jusqu'au sol, ensuite on le

remonte et on calcule la longueur de la corde. La longueur de la corde donne

la hauteur du building. "

 

L'étudiant avait raison vu qu'il avait répondu juste et complètement à la

question. D'un autre côté, je ne pouvais pas lui mettre ses points : dans ce

cas, il aurait reçu son grade de physique alors qu'il ne m'avait pas montré

de connaissances en physique. J'ai proposé de donner une autre chance à

l'étudiant en lui donnant six minutes pour répondre à la question avec

l'avertissement que pour la réponse il devait utiliser ses connaissances en

physique.

 

Après cinq minutes, il n'avait encore rien écrit. Je lui ai demandé s'il

voulait abandonner mais il répondit qu'il avait beaucoup de réponses pour ce

problème et qu'il cherchait la meilleure d'entre elles.

 

Je me suis excusé de l'avoir interrompu et lui ai demandé de continuer. Dans

la minute qui suivit, il se hâta pour me répondre :

" On place le baromètre à la hauteur du toit. On le laisse tomber en

calculant son temps de chute avec un chronomètre. Ensuite en utilisant la

formule : x=gt2/2, on trouve la hauteur du building. "

 

A ce moment, j'ai demandé à mon collègue s'il voulait abandonner. Il me

répondit par l'affirmative et donna presque 20 à l'étudiant.

 

En quittant son bureau, j'ai rappelé l'étudiant car il avait dit qu'il avait

plusieurs solutions à ce problème.

" Hé bien, dit-il, il y a plusieurs façon de calculer la hauteur d'un

building avec un baromètre. Par exemple, on le place dehors lorsqu'il y a du

soleil. On calcule la hauteur du baromètre, la longueur de son ombre et la

longueur de l'ombre du building. Ensuite, avec un simple calcul de

proportion, on trouve la hauteur du building. "

 

Bien, lui répondis-je, et les autres ? " Il y a une méthode assez basique

que vous allez apprécier. On monte les étages avec un baromètre et en même

temps on marque la longueur du baromètre sur le mur. En comptant le nombre

de traits, on a la hauteur du building en longueur de baromètre.

 

C'est une méthode très directe. Bien sûr, si vous voulez une méthode plus

sophistiquée, vous pouvez prendre le baromètre à une corde, le faire

balancer comme un pendule et déterminer la valeur de g au niveau de la rue

et au niveau du toit. A partir de la différence de g, la hauteur de building

peut être calculée.

 

De la même façon, on l'attache à une grande corde et en étant sur le toit,

on le laisse descendre jusqu'à peu près le niveau de la rue. On le fait

balancer comme un pendule et on calcule la hauteur du building à partir de

la période de précession. "

 

Finalement, il conclut :

" Il y a encore d'autres façons de résoudre ce problème. Probablement la

meilleure est d'aller au sous-sol, frapper à la porte du concierge et lui

dire : " j'ai pour vous un superbe baromètre si vous me dites quelle est la

hauteur du building. "

 

J'ai ensuite demandé à l'étudiant s'il connaissait la réponse que

j'attendais. Il a admis que oui mais qu'il en avait marre du collège et des

professeurs qui essayaient de lui apprendre comment il devait penser.

 

Pour l'anecdote, l'étudiant était Niels Bohr et l'arbitre Rutherford.

 

PS : Rutherford - Prix Nobel Chimie vers 1910

Bohr - Prix Nobel Physique en 1922

 

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