Sur la Lune, la plume ne perd pas la course
Un marteau et une plume lâchés ensemble touchent le sol au même instant, dès qu'il n'y a plus d'air pour freiner. Galilée l'avait expliqué, un astronaute l'a montré en direct depuis la Lune.
- Le marteau touche le sol en premier
- La plume touche le sol en premier
- Ils touchent le sol en même temps (bonne réponse)
- Ils flottent sur place
Les réponses proposées, la bonne est cochée.
Ce qui fait tomber, et ce qui freine
Deux actions s’exercent sur un objet qui tombe : son poids, qui le tire vers le bas, et la résistance de l’air, qui le freine. Le poids est proportionnel à la masse : un objet deux fois plus lourd est tiré deux fois plus fort… mais il est aussi deux fois plus difficile à mettre en mouvement. Les deux effets se compensent exactement.
Sans air, la masse disparaît du calcul
a = P ÷ m = (m × g) ÷ m = g
Tous les objets tombent avec la même accélération g, quelle que soit leur masse. Sur Terre, g ≈ 9,8 m/s² ; sur la Lune, g ≈ 1,62 m/s², environ 6 fois moins.
Sur Terre, la plume perd la course à cause de l’air : elle est très légère et très étalée, donc le frottement de l’air équilibre vite son poids, et elle descend en douceur. Le marteau, compact et lourd, est à peine freiné. Sur la Lune, il n’y a pas d’air : plus rien ne retient la plume. C’est la chute libre, étudiée en terminale avec le mouvement dans un champ de pesanteur uniforme.
Lâche-les
Trois décors, un seul bouton. Coche le ralenti pour bien voir les arrivées.
Marteau : …
Plume : …
Marteau : …
Plume : …
Marteau : …
Plume : …
Hauteur de lâcher : 1,6 m. Dans l'air, la plume suit un modèle simplifié : une vraie plume peut aussi tournoyer et tomber encore plus lentement.
L’expérience a vraiment eu lieu
En 1971, à la fin de la dernière sortie de la mission Apollo 15, l’astronaute David Scott s’est placé face à la caméra de télévision. Dans une main, un marteau de géologue en aluminium de 1,32 kg ; dans l’autre, une plume de faucon, clin d’œil au nom du module lunaire, Falcon. Il les a lâchés d’environ 1,6 m de haut : ils ont touché le sol ensemble. La scène a été filmée, et la NASA met la vidéo en ligne.
Galilée l’avait expliqué dès 1638, dans ses Discours concernant deux sciences nouvelles : sans la résistance de l’air, tous les corps tomberaient à la même vitesse.
Et sur Terre ?
- On peut retirer l’air : c’est le tube de Newton, un long tube dont on pompe l’air. Une plume et une bille y tombent côte à côte.
- Sur la Lune, tout tombe plus lentement : lâchés à 1,6 m, marteau et plume mettent environ 1,4 s à toucher le sol, contre 0,57 s sur Terre sans air.