Un parachute est l'un des moyens les plus visuels de comprendre le pouvoir de la gravité et de l'air, et comment ils peuvent fonctionner les uns contre les autres. Un parachute rend possible ce qui semble impossible, comme sauter en toute sécurité d'un avion. Il permet à l'utilisateur d'exploiter l'air pour contrôler et ralentir sa descente.
La gravité
Un parachute est une longueur de tissu léger attaché à un objet plus lourd, tel qu'un corps humain. Alors que la gravité agit pour tirer l'objet vers la Terre, le parachute s'ouvre, libérant le tissu qui agit contre la gravité, le ralentissant. Le parachute, bien sûr, n'arrête pas la gravité. L'objet finit par atteindre le sol. Le parachute le ralentit suffisamment pour que l'objet atterrisse beaucoup plus doucement qu'il ne le ferait sans. Les parachutes réduisent la gravité au point qu'un corps humain peut tomber en toute sécurité d'un avion tout en en utilisant un.
Résistance à l'air
Lorsqu'un parachute s'ouvre, c'est une seconde force qui agit contre la gravité. C'est la résistance de l'air. L'air s'accumule sous le parachute en tissu, le poussant vers le haut tandis que la gravité tire l'objet lourd qui y est attaché vers le bas. Cette poussée ralentit la chute de l'objet en résistant à l'air sous le parachute. La résistance de l'air est une force non conservatrice, dans la mesure où le travail qu'elle effectue dépend du mouvement descendant de l'objet lourd tiré par la gravité vers la Terre.
Vitesse terminale
Lorsqu'un objet lourd tombe, il atteint une vitesse appelée vitesse terminale. C'est la vitesse à laquelle l'objet continuera de tomber à moins que quelque chose ne l'arrête. Par exemple, l'atterrissage au sol met fin à la vitesse terminale. L'ouverture d'un parachute modifie la vitesse terminale, la rendant beaucoup plus lente que la vitesse terminale d'un objet en chute libre. Le parachute ouvert entraîne une résistance de l'air supérieure à la force de gravité. La vitesse terminale diminue jusqu'à ce qu'il y ait à nouveau un équilibre, ce qui se produit à une vitesse suffisamment lente pour que l'objet en chute puisse atterrir en toute sécurité.
Une expérience
Expérimentez avec la gravité, la résistance de l'air et la vitesse terminale en fabriquant votre propre parachute miniature. Percez quatre trous équidistants autour du bord d'un gobelet en papier. Attachez une longueur à chacun des trous et attachez les autres extrémités aux coins d'un parachute découpé dans un sac d'épicerie en plastique. Montez sur une échelle et laissez tomber la tasse. Vous devrez peut-être expérimenter avec la taille et la forme du parachute et la longueur des cordes avant de pouvoir envoyer la tasse de manière fiable sans renverser les centimes.