Quel est le nom du phénomène de balancement du lapin de Rob Ives ?

Bonjour,

L'énergie cinétique se définit comme "l’énergie possédée par un corps du fait de son mouvement de translation et/ou de rotation par rapport à un référentiel donné supposé fixe" (définition proposée sur le site de Connaissance de Énergies).

Ainsi, tout objet en mouvement possède une énergie cinétique, et une fois celle-ci disparue, l'objet n'est plus en mouvement. Pour clarifier cela de façon plus visuelle, voici une vidéo tirée de l'émission C'est pas sorcier qui explique ce qu'est l'énergie cinétique, ici appliquée à une voiture qui roule.

Dans le cas de votre lapin, celui-ci est en mouvement sur un référentiel supposé fixe (un plan incliné), et possède donc en effet une énergie cinétique.

Pour autant, cela suffit-il à expliquer ce mouvement de balancier ?

Les pattes courbes du lapin et ses oscillations peuvent évoquer un culbuto (nous en prêtons un en forme d'ours, si vous souhaitez compléter vos expérimentations :-) ).

Bonne nouvelle, leurs oscillations ont pu être étudiées dans Mécanique du solide de Joël Sornette (page 113), ou encore ici, du point de vue de la physique. Ainsi que le précise Joël Sornette dans son exercice sur l'étude d'un objet à fond sphérique, c'est bien la mise en équation du mouvement qui est intéressante, plus que la question du centre de gravité par exemple.

On note que l'énergie potentielle de pesanteur s'ajoute à l'énergie cinétique pour former l'énergie mécanique. Ainsi que le définit ce manuel de physique (page 130), tout objet est doté d'une énergie potentielle de pesanteur qui dépend principalement de la position de l'objet par rapport à un référentiel donné. Concrètement, une pomme lâchée à deux mètres du sol aura une énergie mécanique supérieure à celle de cette même pomme si elle était lâchée à dix centimètres du sol.

L'énergie mécanique est quant à elle la somme de l'énergie potentielle de pesanteur et de l'énergie cinétique.

Pour reprendre l'exemple présenté dans le document, voici un exemple illustrant ce qu'est l'énergie mécanique :

Imaginons un yoyo, lorsqu'il est en position haute, il possède de l'énergie potentielle de pesanteur. Au moment où nous le lâchons, il commence à perdre de l'énergie potentielle puisque son altitude diminue par contre il gagne de la vitesse, donc son énergie cinétique augmente. Arrivé en bas, son énergie potentielle est au minimum alors que son énergie cinétique est maximale (il a atteint sa vitesse maximale). Lorsqu'il commence sa remontée, il gagne de l'altitude et par conséquent son énergie potentielle de pesanteur augmente à nouveau mais dans le même il perd de la vitesse donc son énergie cinétique diminue.

[...] nous pouvons en déduire que dans ce cas idéal, l'énergie mécanique se conserve au cours du temps.

Source : Physique Chimie. Cycle 4 (5e, 4e, 3e), de Jeanne Sarrassat Gohier aux éditions Ellipses, page 131

Ici, le lapin est donc doté d'une énergie mécanique, puisqu'il est en mouvement et possède une énergie cinétique, et puisque sa hauteur varie, lui conférant une énergie potentielle de pesanteur.

Si l'on continue notre étude du mouvement du lapin, on note que ses pattes antérieures s'entrechoquent et concourent à son balancement. À l'image d'un pendule de Newton, l'énergie cinétique se transmet d'une patte à l'autre, comme elles ont la même masse et la même dimension. C'est la conservation de l'énergie cinétique et de la quantité de mouvement.

À ceci s'ajoute l'effet de la pesanteur sur le lapin, celui-ci ayant un fond sphérique et étant placé sur un plan incliné, ce qui l'attire du côté vide de la pente.

Par ailleurs, tout bon culbuto qui se respecte possède un contrepoids. Ici, c'est la masse du drapeau dans la patte du lapin qui permet de contrebalancer le mouvement du lapin dans la direction de la pente, faisant se relever le lapin du côté du sommet de la pente.

Ainsi, le centre de gravité du lapin oscille d'un côté à l'autre, créant un mouvement de balancement quasi perpétuel, du moins tant que dure la pente et jusqu'à ce que les frictions aient raison du mouvement.

Pour compléter ces éléments et avoir des informations plus précises, n'hésitez pas à poser votre question sur le forum de Futura-Sciences !

Perpétuellement vôtre,