Anagyre (objet)

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Anagyre avec incrustations de tortues en pierres précieuses

Anagyre est le nom donné à un objet paradoxal qui, lancé dans le sens naturel de rotation tourne rapidement, alors que lancé dans le sens opposé, il s'arrête après quelques instants en vibrant, pour repartir dans le sens contraire et naturel de rotation.

Les anagyres sont aussi appelées pierres celtiques, parce que les Celtes auraient trouvé des galets magiques qui tournaient dans un sens mais pas dans l'autre.

Cause[modifier | modifier le code]

Lorsque l'anagyre est lancée dans le sens contraire, son énergie cinétique de rotation se convertit en l'énergie d'un mouvement oscillatoire du fait de la géométrie spécifique de l'objet, puis en énergie de rotation mais dans le sens opposé (sens naturel de rotation).

Asymétrie[modifier | modifier le code]

La forme d'un anagyre ressemble plus à une coque de bateau qu’à une toupie, mais comme un anagyre tourne sur un seul point, il peut être vu comme une toupie bizarre. Cependant, à la différence de la toupie, l'anagyre est un ellipsoïde asymétrique.

L’asymétrie se manifeste de façon plus ou moins visible dans la forme et/ou dans la dans masse de l’objet. L’inversion du sens de rotation a donc deux causes possibles différentes reliées à la conception de l'anagyre :

Dans le cas d’une asymétrie de forme (anagyre homogène), l’ellipsoïde a été légèrement modifié selon une courbe en S lui conférant un sens de rotation privilégié.

Dans le cas d’une asymétrie de masse (anagyre hétérogène), la forme de l’ellipsoïde n’a pas été altérée, mais la répartition de sa masse a été modifiée par creusage, lestage ou utilisation de matériaux de différentes densités.

Anagyre avec assemblage de bois aux densités différentes

Certains anagyres combinent l’asymétrie de forme et de masse pour augmenter la rapidité de l’effet d’inversion du sens de rotation.

Dans les deux cas, l’ « axe d’inertie » autour duquel l’anagyre tourne est décalé d’environ 10° par rapport aux axes géométriques de l’ellipsoïde (symétrie apparente de l'objet)[1].

Détails de la rotation[modifier | modifier le code]

Anagyre en mouvement
Anagyre - schéma de principe : En noir axes géométriques : a (grand axe), b (petit axe). En bleu : axe d'inertie.

Lorsqu'on lance l’anagyre dans le sens contraire :

  • dès que le point de contact de l’anagyre au sol se décale un peu, la force de frottement, même minime, le fait pivoter autour de l’axe a,
  • ce pivotement instable se propage à l’axe b. L’anagyre se met à balancer très fortement d’avant en arrière,
  • la forme de la coque occasionne que le point de contact avec le sol se déplace sur une courbe en forme de S, qui freine l’anagyre et le relance en sens inverse.

Certains anagyres sont plus surprenants encore : quand ils tournent dans le « bon » sens, c’est l’oscillation autour de b qui devient instable et provoque un balancement autour de a, ce qui relance l’anagyre dans le « mauvais » sens, et le cycle recommence.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Toupies bizarres | Kidi'science », sur kidiscience.cafe-sciences.org (consulté le 9 septembre 2015)

Liens externes[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]