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La vitesse de Superman

Posté par
BohemianTastes
16-03-13 à 20:36

Bonsoir à tous, j'ai quelques petits soucis pour finaliser mon TPE ayant pour sujet Superman (les matières à coupler sont la Physique et les Maths). Plus particulièrement, j'ai du calculer à un moment donné la vitesse de Superman sur un 100 mètres, afin de la comparer avec celle d'un humain.

En utilisant t=d/v j'ai trouvé 3,0s, soit des capacités 3 fois supérieures à celles d'Usain Bolt (9s58 pour lui).

Or dans un livre sur les super-héros, il y a un calcul que je ne comprends pas, mais qui donne à peu près le même résultat, il me faudrait cependant comprendre comment ils arrivent à trouver "3,1 fois plus vite" ?

Pour que vous puissiez m'aider, voici l'extrait :

"Les fibres musculaires de Superman sont prévues pour fonctionner sur Krypton où la gravité est 30 fois supérieure à celle de la Terre : il doit pouvoir courir 30 fois plus vite sur la Terre que sur Krypton, car ses fibres musculaires sont capables d'exercer une force 30 fois supérieure.
Si l'on imagine que les performances de Superman sur Krypton sont celles d'un athlète terrestre de bon niveau, nous devons admettre que sa vitesse terrestre doit atteindre 300 mètres par seconde, voisine de celle d'une balle tirée par un pistolet (1080 km/h) ! On comprend mieux le slogan « plus rapide qu'une balle, c'est Superman »
Pourtant, il est impossible que Superman accomplisse cette performance. Tout simplement parce qu'il faut tenir compte des frottements, sur le sol et sur l'air, qui s'opposent au mouvement.
Un excellent coureur à pieds atteint 36 km/h, dans ce cas la puissance musculaire est à 90% utilisée pour effectuer le mouvement alternatif (accélération et freinage) des jambes, les 10% restants servant à vaincre les frottements.

La force de frottement aérodynamique est d'autant plus importante que la vitesse est grande. Plus précisément, elle est proportionnelle au carré de la vitesse de l'athlète.  Pour maintenir sa vitesse constante, celui-ci doit donc dépenser une puissance qui compense exactement celle dissipée par les frottements aérodynamiques. Comme la puissance à dépenser pour maintenir une vitesse est égale au produit de l'intensité de la force par la vitesse de déplacement, la puissance à dépenser pour maintenir une vitesse est proportionnelle au cube de la vitesse. Cette dépendance est tout à fait prohibitive : pour aller 2 fois plus vite, il faut fournir 8 fois plus de puissance.
Superman, avec ses super-muscles 30 fois plus puissants que nos pauvres muscles terrestres, ne va donc pas 30 fois plus vite mais seulement 3,1 fois plus vite qu'un athlète terrestre. C'est déjà fort respectable, puisque cela lui permet de courir le 100 mètres en moins de trois secondes, à la vitesse remarquable de 113 km/h. C'est à peu près la vitesse d'un guépard."


Merci beaucoup, en espérant une réponse...

Posté par
BohemianTastes
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 08:55

Problème finalement résolu

Posté par
Yzz
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 10:14

Salut,
Il serait intéressant que tu nous donnes la solution !

Posté par
BohemianTastes
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 19:57

Le 3,1 est en fait la racine cubique de 30

Et ensuite 3,1 x 36 = 112 km/h

Posté par
Yzz
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 20:01

OK merci  

Posté par
BohemianTastes
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 20:32

De rien, bonne soirée !

Posté par
BohemianTastes
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 20:34

Mais apparemment s'il serait évident que la puissance pour vaincre les frottements aérodynamique est proportionnelle au cube de la vitesse, cela serait faux pour la puissance pour effectuer le mouvement alternatif des jambes... Du coup je suis un peu perdue :/

Posté par
Yzz
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 20:35

C'est très intéressant comme problème; cela dit je ne suis pas sûr qu'ici tu trouveras des réponses, vaudrait mieux aller sur le forum de physique...

Posté par
BohemianTastes
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 20:46

C'est ce que je me suis dit, du coup j'ai aussi posté là-bas

Posté par
Yzz
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 20:58

OK, si tu as des nouvelles, mets les ici, ça m'intéresserait d'avoir le fin mot de l'histoire !  

Posté par
BohemianTastes
re : La vitesse de Superman 17-03-13 à 21:01

Pas de soucis !



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