Le cyclise plus lourd descend-il plus rapidement qu'un autre plus léger ?Ce fut le sujet d'une amusante discussion samedi dernier après un verre ou deux avec Bernard K. et les autres présents après notre rando.
Instinctivement, beaucoup répondrons par l'affirmatif.
Cependant, on nous a appris au cours de physique en humanité, qu'en l'absence de force de frottement (dans le vide) que deux corps de masse différentes "tombe" à la même vitesse.
Je me rappelle de cette expérience faite en classe par le notre prof à l'aide d'un tube de Newton dans le quel une bille d'acier un un petit morceau de papier avaient été placé. Après avoir procéder au vide d'air à l'aide d'une pompe, il a retourné ce long tube et on a pu voir le bout de papier et la bille tomber à la même vitesse.
Cette découverte est attribué à Galilée, qui, dit-on, aurait fait l’expérience en lâchant du haut de la tour de Pise deux objets de forme identique mais de poids différents et de constater qu'il sont arriver en même temps au sol, mais ont laissé des traces d'impacte différentes.
Vous pouvez faire une expérience similaire en prenant par exemple, une pomme et une boule de pétanque. Maintenez les à la même hauteur, et lâchez les en même temps. Elles arriveront en même temps sur vos pieds, mais l'impacte de la boule de pétanque sera plus douloureux !
Comment expliquer cela ?
Au départ les deux corps sont à l'arrêt (vitesse nul). En les maintenant, on s'oppose à l'attraction terrestre. Dés qu'on les lâche, ils vont subir une accélération liée à l'attraction terrestre qui est la même pour les deux corps à savoir 9,81 m/s². Partant de la même vitesse, et subissant la même accélération, en fin de chute il ont la même vitesse liée à la hauteur de chute et l'attraction terrestre uniquement.
Par contre, l’énergie libérée à l'impacte est quant à elle directement liée à la masse du corps et au carré de la vitesse (énergie cinétique) qui est égale à l'énergie potentiel qu'avait ces corps au point haut (m (masse) x g (9,81) x h (différence de hauteur)).
Oui mais, pour en revenir à notre problème, nous ne roulons pas dans le vide, et en tant que cycliste nous sommes soumis à différentes forces de frottement (lié à la qualité du matériel, au revêtement de la route et à l'air)
Dans le cas d'une descente, où on pourrait considérer que les forces de frottement sont négligeables, les deux cyclistes de poids différents qui démarrent à la même hauteur et avec la même vitesse de départ arriveront en bas en même temps.
Mais comme je viens de le rappeler ce n'est pas le cas et l'une des résistance principale est l'air.
Notre cycliste plus corpulent va présenter une résistance à l'air plus importante, mais aura aussi une inertie plus importante liée à l'énergie cinétique "accumulée" par la vitesse et sa masse. Dans certain cas, cette situation pourrait lui être favorable.
Imaginez une descente avec un fort vent de face, malgré une bonne position aérodynamique sur son vélo, le coureur plus léger sera facilement freiné par le vent (il faut moins d'énergie pour ralentir un véhicule léger qu'un poids lourd).
A l’inverses, avec un vent arrière, le cycliste plus léger sera plus facilement "aidé" par le vent.
Il y a évidement tous les cas intermédiaires et la conclusion est que pour allez au plus vite en descente, outre choisir la meilleure trajectoire, il faut limiter au maximum la prise au vent par une position la plus aérodynamique et /ou en se mettant à l'abris derrière un excellent descendeur !
Et comme me disait Thierry :"lâche les freins !"
Accueil 
