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Niveau seconde
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DM Noël, Calculs

Posté par
Tywinn
30-12-15 à 18:28

Bonjour,
N'étant pas une lumière en mathématiques, je bute sur ce devoir maison depuis un certain temps. Alors, je fais appel à votre gentillesse et vous demande de m'aider à finir ce devoir.
Merci d'avance! Samantha.

Tu ne crois plus au Père Noël ? Es-tu convaincu ? Serais-tu capable de prouver ta pensée scientifiquement ?

On pense qu'il y aurait environ deux milliards d'enfants sur Terre.
A supposer que le Père Noël apporte un cadeau à chacun d'entre eux, ça lui fait une grande quantité de cadeaux à distribuer durant la nuit de Noël. On pourrait raisonnablement supposer qu'un cadeau pèse en moyenne 500 grammes et a un volume d'un décimètre cube. La quantité totale de cadeaux transportée par le Père Noël équivaut environ à la masse de 140 000 éléphants adultes et d'un volume de 800 piscines olympiques.
Nous sommes obligés d'admettre que le traineau du Père Noël n'est pas tiré par neufs rennes traditionnels mais par bien plus.
Un renne est capable de tirer 200 kilogrammes (un peu plus que son poids moyen) et un renne en volant est capable de tirer 10 fois plus. Si on les place en rangées de 10 rennes, le convoi est alors très long (on dit qu'un renne mesure un peu plus de deux mètres de longueur et a besoin de 80 centimètres d'espace devant lui).
Il se pose alors un autre problème, le son se propage à une vitesse finie : 330 mètres par seconde). Donc, si le Père Noël crie "stop" ou "hue" à ses rennes, le renne en tête de file entendra son ordre beaucoup plus tard. Il faut donc beaucoup plus de temps au Père Noël pour démarrer ou arrêter son attelage.
La distance séparant chaque maison est en moyenne de 1.4 kilomètre et un renne peut avancer à une vitesse de 27 km/h.
De plus la loi de la chute des corps nous dit qu'il lui faut une seconde pour descendre une cheminée de 5 mètres de hauteur. Ajoutons encore une seconde pour trouver le sapin et encore 3 secondes pour remonter la cheminée et reprendre son traineau et le pauvre Père Noël doit donner l'ordre à ses rennes de redémarrer et de nouveau s'arrêter. Bref, à ce rythme il lui faut des années pour distribuer les cadeaux.
En comptant une moyenne de 3.5 enfants par foyer, en supposant que chaque foyer comprend au moins un enfant sage, il y a une grande quantité de cadeaux de maisons à visiter en un temps record.
On pense que le Père Noël dispose de 12 heures pour la distribution des cadeaux, mais on se trompe. S'il décide de faire son parcours de façon intelligente d'Est en Ouest, il aura plus de temps. S'il commence en Australie (Sydney GMT +10) et termine sur la côte Ouest de l'Amérique (GMT -08), ce dernier dispose de 12 heures de nuit plus 18 heures de décalage horaire.
_______________________________________________________________________________________________________________________________

Avec toutes ces indications, déterminez :
1- Quelle est la masse (en kg) et le volume (en m3 ) du chargement de son traineau ?
2- De combien d'heures de travail le Père Noël dispose ?
3- Combien de maisons doit-il visiter ?
4- Combien de rennes faudra-t-il réellement au Père Noël pour tirer son traineau ? (On ne prend ni en compte le poids du traineau ni celui du Père Noël) Combien de rangées de rennes possède-t-il et sur quelle longueur s'étend le convoi ?
5- Quand il crie "stop" ou "hue", combien de temps s'écoule avant la réaction du premier renne ?    
6- Quelle est la distance totale que son traineau parcourt la nuit de Noël ?
7- En fonction du nombre de maisons à visiter, combien lui faudrait-il pour réaliser complètement son travail ? (Donnez le résultat en années)
8- Combien de maisons peut-il réellement visiter?



Merci!

Posté par
sanantonio312
re : DM Noël, Calculs 31-12-15 à 09:31

Bonjour,
OK pour t'aider, mais dis-nous quand même ce que tu as fait es trouvé.

Posté par
Tywinn
re : DM Noël, Calculs 31-12-15 à 10:57

Bonjour et merci!

Alors, je n'ai pu répondre qu'aux deux premières questions.
Pour la première, le volume du traîneau est 2 millions de mètres cubes (volume piscine olympique, 2 500*800). Et il pèse 9 800 000 000kg, (poids éléphant adulte, 7 tonnes= 7 000kg *140 000).
Et pour la seconde question, il dispose de 30h de travail (12+18).
Merci!

Posté par
Tywinn
re : DM Noël, Calculs 31-12-15 à 11:03

J'ai également trouvé le troisième, il y a 2 milliards d'enfants et 3,5 enfants par foyer. Donc je fais le calcul : 2 000 000 000/3,5
Ce qui fait un total de 571 428 572.

Posté par
Tywinn
re : DM Noël, Calculs 31-12-15 à 11:14

Par contre, je ne comprends pas comment sont placés les rennes, les rangées sont-elles horizontales ou bien verticales?

Posté par
Tywinn
re : DM Noël, Calculs 31-12-15 à 11:57

J'ai trouvé les réponses à la quatrième et la cinquième question.
Un renne en volant peut tirer 20 000kg (200*10).
9 800 000 000/20 000= 490 000, il faut 490 000 rennes.
200+80= 280cm=0,0028km= la place que prend un renne.
490 000/10=49 000. Il faut 49 000 rangées de 10 rennes.
0,0028*49 000 =13,72km
Le convoi s'étend sur 13,72km.

2,8m*49 000= 137 200m.  137 200/330=415,7575 ~416
416/60=6,9333~7
Il s'écoule 7 secondes avant la réaction du premier renne.

Après, pour les trois dernières, je suis réellement bloquée...
Merci pour votre aide!



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