L’analyse dimensionnelle, ou comment se faciliter les équations en physique
Trouver la réponse à des exercices de physique avant même de les faire, c’est possible ? Dans une récente vidéo, David Louapre, l’animateur de la célèbre chaîne YouTube Science Étonnante, nous parle de la technique secrète des physiciens. Au programme : couteau suisse, explosions nucléaires et visite au Panthéon… 16 juillet 1945, désert du Nouveau Mexique. Une bombe atomique, lancée par les américains, explose pour la première fois de l’histoire. C’est l’opération Trinity, qui est alors réalisée dans le plus grand secret. Deux ans plus tard, les américains rendent publique une série de photos de l’explosion. Les images font alors le tour du monde et sont publiées dans plusieurs magazines grand public. Le couteau suisse des physiciens Si le dévoilement des images est une opération de communication planifiée par le gouvernement, la puissance exacte de la bombe n’est quant à elle pas révélée, l’information restant secrète. Secrète oui, mais pas impossible à déterminer. Geoffrey Taylor, un physicien britannique spécialisé en mécanique des fluides, étudie les photos de Trinity et arrive à calculer la puissance de la bombe. Ça vous paraît improbable ? On vous l’accorde, l’idée qu’un physicien, si doué soit-il, soit capable de déterminer la puissance d’une bombe simplement à l’aide de photos… ça laisse sans voix. Pourtant, Geoffrey Taylor l’a fait et sa méthode peut en fait s’appliquer à bien d’autres cas en physique. Il a en effet utilisé la méthode de l’analyse dimensionnelle. Et c’est précisément cette méthode que David Louapre s’applique à nous présenter dans sa plus récente vidéo. Vérifier a priori la viabilité d’une équation “Cette technique devrait particulièrement intéresser les lycéennes et les lycéens qui font de la physique, parce qu’à part les explosions nucléaires, elle permet, en quelque sorte, de trouver la réponse aux exercices de physique avant même de les faire vraiment”. Lorsque vous réalisez un exercice de physique, votre prof’ attend généralement de vous que vous lui fournissiez comme réponse une formule littérale, c’est-à-dire une formule qui fait apparaître avec des lettres et des symboles des différentes quantités que l’on retrouve dans le problème. L’idée, c’est que vous pouvez comparer deux longueurs entre elles, mais vous ne pouvez pas comparer une longueur et une masse entre elles, par exemple. C’est sur ce principe que repose l’analyse dimensionnelle. Elle permet de vérifier a priori la viabilité d’une équation ou d’une hypothèse. C’est bien beau de savoir ça, mais du coup, dans la pratique, comme ça marche ? Pour le savoir, Vivre au lycée vous invite à regarder la passionnante vidéo de la chaîne Science Étonnante : La technique secrète des physiciens. Mais attention, il vous faudra disposer d’un minium de connaissance en physique pour suivre ! Et, pour les plus curieux, sachez que David Louapre a, comme à son habitude, complété sa vidéo d’un billet de blog présentant quelques compléments. Fanny Aici
