Comment distinguer une raquette de tennis d’un stylo à bille

En collaboration avec l’Institut de Mathématiques de Bourgogne (IMB), Dominique Sugny, professeur des Universités de physique et chercheur au laboratoire ICB et son équipe viennent de rédiger un article de vulgarisation sur l’effet de la raquette de tennis sur le site web Image des Mathématiques du CNRS.

Dans un article publié ce mois-ci dans la prestigieuse revue Physical Review Letters, l’équipe a montré que cet effet géométrique était dû à une singularité d’un espace des phases complexe. Une approche similaire permet également d’expliquer, le Monster Flip, une figure de skate board très difficile à réaliser.

L’article a notamment été sélectionné comme une suggestion de l’éditeur.

Plus connu sous le nom d’« effet Djanibekov », il décrit ce qui se produit pour tout corps rigide en impesanteur (ou chute libre) qui présente trois axes principaux d’inerties différentes et qui est mis en rotation autour de l’axe d’inertie.

L’exemple de la raquette de tennis :

Si on essaie de faire pivoter la raquette dans les airs sur son axe transversal, on observe un phénomène plutôt surprenant : en plus d’une rotation de 360° autour de l’axe transversal, la raquette effectue presque systématiquement une rotation supplémentaire de 180° autour de son axe longitudinal. Lorsqu’on rattrape la raquette, sa face inférieure est désormais tournée vers le haut.

L’expérience diffère selon l’objet lancé dans les airs. En effet, après une rotation complète du stylo à bille, l’attache est toujours orientée vers la gauche, ce qui signi?fie que le stylo n’a pas eff?ectué le même mouvement que la raquette de tennis : « l’attache permet alors de briser la symétrie du stylo et de dé?finir sans ambiguïté sa position.»