Apparemment, vous pouvez combattre un lion au zoo de San Antonio. OK, ce n’est pas ce genre de bataille — c’est une bataille de tir à la corde. Il y a une corde épaisse qui passe à travers un trou. À une extrémité, il y a un lionceau. À l’autre bout de la corde, il pourrait y avoir trois lutteurs professionnels de la WWE. Qui gagne ? Les lutteurs ne gagnent pas. Mais il y a aussi de la physique ici.
Tout est une question de friction
Un tir à la corde typique n’est pas vraiment une question de force — c’est une question de friction. Peu importe votre force si vous n’avez pas assez de friction pour vous empêcher de glisser. Laisse-moi te montrer. Voici un diagramme de force pour deux personnes dans un tir à la corde.
Chaque extracteur (personne tirant sur la corde) a essentiellement quatre forces agissant sur eux. Il y a le poids vers le bas qui est équilibré par la poussée vers le haut du sol. Puisque la personne tire sur la corde, la corde tire sur la personne dans la direction opposée (ceci en raison de la nature à deux extrémités des forces). Enfin, il y a la force de frottement entre la personne et le sol. Si personne ne « gagne », toutes ces forces s’additionnent à zéro et la personne reste au repos. Pour commencer à se déplacer dans la direction gagnante, la force de frottement doit être supérieure à la force de la corde.
Cette nature « à deux extrémités » des forces signifie que les forces viennent par paires et sont une interaction entre deux objets. Peu importe à quel point la personne à gauche tire sur la corde, cette même corde tire sur cette personne. Donc, si vous deviez augmenter votre traction à 1 000 Newtons — cette même corde tire sur les deux personnes. La clé est donc l’autre force agissant dans le sens horizontal: le frottement.
La force de frottement maximale dépend de deux choses. Cela dépend des types de surfaces qui interagissent (peut-être que c’est le caoutchouc d’une chaussure qui interagit avec un sol en béton) où certaines surfaces ont juste plus de friction que d’autres. Vous ne pouvez vraiment pas changer cette partie dans un bras de fer. La force de frottement dépend également de la force normale. La force normale est la force avec laquelle les deux surfaces sont rapprochées. Dans le cas de ce simple tir à la corde au-dessus, le sol pousse avec une force égale au poids gravitationnel de la personne. Cela signifie que les personnes plus lourdes auront une plus grande force de friction agissant pour aider à gagner un tir à la corde.
Oh, notez que dans le bras de fer entre l’homme et le lion, les humains sont sur une surface différente de celle du lion. Qui a l’avantage ? C’est probablement le lion car elle pourrait avoir un sol inégal qui lui permettrait d’utiliser plus que de simples frottements glissants.
Donc, il s’agit vraiment de masse
Si vous avez deux concurrents sur un terrain égal avec des matériaux de friction similaires, la masse compte. Si la personne de gauche a la moitié de la masse de la personne de droite, elle aura la moitié du frottement. Cela signifie qu’il est assez difficile de battre un extracteur plus lourd.
Et le lion ? Cela ressemble à un jeune lion — elle pourrait avoir une masse d’environ 120 kg (jusqu’à peut-être 182 kg). Un lutteur humain massif typique peut avoir une masse d’environ 90 à 100 kg. Trois humains auront probablement plus de masse qu’un seul lion femelle. Sûrement. Les humains devraient avoir un avantage dans la masse.
Il s’agit aussi du frottement de la corde
Attendez! Ce n’est pas un tir à la corde normal. La corde n’est pas droite. Tu l’as remarqué ? Cela peut faire une grande différence en ce sens qu’il peut ajouter une autre force de friction en jeu. Permettez-moi de vous montrer comment cela fonctionne avec un diagramme de la corde vue du haut où elle passe à travers le verre.
Ce petit point jaune n’est qu’une partie de la corde. Si la corde est au repos, les forces sur cette partie de la corde doivent s’additionner à zéro (que j’ai dessiné sur le côté). Et voici la clé: la traction des humains et la traction du lion ne sont pas dans des directions opposées. Il n’y a aucun moyen que ces deux forces puissent s’additionner à zéro. Le mur doit également pousser sur la corde (vers le haut et vers la droite comme on le voit sur le schéma). Cette force de paroi est une force normale — oui, le même type de force normale qui peut produire des frottements.
Comme il y a une force normale sur la corde, il peut également y avoir une force de frottement. Bien sûr, il s’agit d’une corde frottant contre de l’acier lisse, de sorte que cela pourrait ne pas être normalement une énorme force de frottement. Cependant, avec une force normale importante, vous pouvez également obtenir une force de frottement importante.
Mais de quelle manière la force de frottement agit-elle? Si la friction avait des émotions (ce qui n’est pas le cas — c’est juste une force), elle voudrait rester calme. Le frottement agit dans une direction pour empêcher les deux surfaces de glisser. Si les humains tirent plus fort que le lion, le lion bénéficiera de la friction afin que la corde ne glisse pas vers les humains. Cependant, si le lion tirait fort, la force de frottement changerait de côté.
Alors, qui a l’avantage de la friction? L’avantage revient au perdant (probablement le lion).
Si vous voulez un vrai match équitable entre les humains et un lion, alors vous devez une corde droite. Il serait également préférable de mettre des chaussures de tennis sur le lion et de l’avoir sur du ciment.
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