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Fourmis sur une sphère

Posté par
Imod
18-02-21 à 19:22

Bonjour à tous

Beaucoup d'entre vous connaissent certainement le problème des fourmis qui se déplacent sur une courbe à vitesse uniforme et rebroussent chemin à chaque rencontre . Le problème vite réglé sur un segment est un peu plus complexe sur un cercle .

J'aimerais proposer une variante sur une sphère :

On a n fourmis noires et r fourmis rouges qui tournent sur l'équateur à une même vitesse constante . Les rouges tournent dans le sens trigo et les noires dans le sens retro . A chaque rencontre les fourmis pivotent de 90 degrés vers la droite ( elles vont donc suivre un méridien ou reprendre une trajectoire dans le même sens sur l'équateur ) . Le problème est périodique et la période dépend clairement des nombres n et r mais aussi des positions relatives des fourmis . Afin de limiter les paramètres on va supposer que les fourmis de même couleur sont aux sommets d'un polygone régulier , la période dépend alors uniquement de n et r . Les chocs peuvent avoir lieu sur l'équateur mais aussi aux pôles si n et r ne sont pas premiers entre eux , l'étude n'est donc pas complètement simple .

Je propose dans un premier temps de se limiter aux cas où n et r sont premiers entre eux , la question est donc d'exprimer simplement la période du mouvement en fonction de n et r ?

Je donne un premier exemple élémentaire avec n=3 et r=1 la période est alors de 2 tours .

Fourmis sur une sphère

Il y a peut-être une formule générale simple , je n'en sais rien alors tout résultat partiel sera bien accueilli  

Et surtout amusez-vous bien

Imod

Posté par
carpediem
re : Fourmis sur une sphère 18-02-21 à 20:01

salut

je dois dire que je ne comprends pas trop ton graphique ...

d'autre part si une fourmi se retrouve sur un méridien et croise une autre fourmi et tourne de nouveau à droite elle se retrouve dans le sens contraire ...

et on risque même de voir des fourmis sur des parallèles à l'équateur ...

Posté par
Imod
re : Fourmis sur une sphère 18-02-21 à 21:37

Bonjour

Je n'ai représenté la situation que dans le plan de l'équateur et uniquement lors des chocs . Les fourmis ne peuvent se croiser que sur l'équateur ou aux pôles (uniquement si n et r ne sont pas premiers entre eux ) . Il n'y a pas de rencontres sur d'autres parallèles et les fourmis gardent leurs sens de parcours quand elles rejoignent l'équateur .

La situation est assez difficile à visualiser .

Imod

  

Posté par
Imod
re : Fourmis sur une sphère 20-02-21 à 13:08

Bien peu d'intérêt pour le problème

On peut mieux voir le problème sur une représentation proposée par GBZM :

Fourmis sur une sphère

Dans le cas ou n et r sont premiers entre eux tout se passe sur l'équateur , les fourmis apparaissent ou disparaissent ( pendant un demi-tour ) mais elles reprennent toujours leurs places et leurs mouvements comme si rien ne s'était passé . On peut donc se contenter d'observer le phénomène sur l'équateur .

J'ai regardé quelques cas ( à la main ) mais pas suffisamment pour proposer une conjecture , alors avis aux amateurs

Imod

  



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