Proportionnellement adéquate, seulement dans le cas contraire

2009/10/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Si une fourmi tombe sur le sol d'une hauteur de deux mètres, ce n'est pas un accident mortel. Nous l'avons vu plusieurs fois et il ne nous assiste pas. A l'inverse, il nous semble normal de ne pas mourir de fourmi par un tel bond.

En fait, les nombres de saut sont spectaculaires. La chute de deux mètres de la fourmi de 5 millimètres de long suppose un saut de 400 fois la taille du corps pour l'insecte gajo. Si une personne de 1,70 mètres sautait dans la même proportion, elle tomberait à une hauteur de 680 mètres. Obtenir des comptes.

Et inversement, pour une personne il n'est pas difficile de se mettre dans l'eau, mais une fourmi n'a pas de forces pour cela, car la tension superficielle de l'eau est trop élevée. Pour la fourmi, la surface de l'eau est comme un mur. Vous devriez ouvrir un trou pour entrer dans l'eau. En fait, si la fourmi est piégée dans une goutte d'eau, elle n'a pas assez de force pour sortir et meurt noyée.

C'est l'influence des proportions. En changeant les proportions, tout change. Ce qui se passe à petite échelle ne se produit pas la même chose avec une grande taille. Ce qui fonctionne dans un verre plein d'eau marine ne fonctionne pas dans l'océan. Dans le verre l'eau peut être gagnée facilement avec une cuillère, tandis que l'océan n'est pas bien agité, ni les courants géants, ni le mouvement de la planète, ni les tremblements de terre, etc. Il est également impossible de mélanger complètement l'eau proche de la surface et celle qui est en profondeur.

La même chose arrive dans l'atmosphère. Si les gaz sont mélangés comme un récipient de laboratoire, la météorologie serait une science exacte. Il y aurait du vent, mais il n'y aurait pas de vent et il ne serait pas nécessaire de prévoir le temps. L'atmosphère serait pratiquement immobile. Mais, par sa taille, il n'en est pas ainsi. L'atmosphère est très variable et la prédiction est très complexe.

On peut s'attendre à ce que l'influence des proportions sur la taille de la planète soit très élevée, mais aussi à une échelle beaucoup plus faible. Dans les processus technologiques, comme c'est le cas de l'industrie, les changements de proportion sont très importants.

Il est possible qu'une réaction chimique qui fonctionne correctement dans le laboratoire, par exemple, soit difficile à réaliser dans un réservoir de 100 litres, car les substances à réagir ne se mélangent pas correctement. Ou parce que le chauffage ou le refroidissement trop rapide réagit trop à la fois. Ou acidification, ou le contraire.

Il est facile, par exemple, de synthétiser les polymères dans un tube à essai, en ajoutant simplement des substances à réagir. Cependant, pour former du polymère dans un récipient de dix litres, il est nécessaire d'utiliser des techniques d'émulsion pour former des microburbules à l'intérieur du mélange et la réaction se produit à l'intérieur de ces microburones. Si cela n'est pas fait, la chaleur qui produit la réaction s'effondre tout le processus en peu de temps depuis son début. Il n'est pas surprenant que dans l'industrie chimique l'installation soit plus chère que des produits chimiques. Et tout cela pour travailler avec de grandes quantités.

Et la question est pourquoi? Qu'est-ce qui change d'une fourmi par le saut d'une personne ? Que change d'un verre à l'océan ? Ou de laboratoire à production industrielle ?

La clé est les lois physiques. Les proportions changent, mais les lois physiques ne changent pas.

Pour une fourmi et une personne, par exemple, la constante de la gravitation universelle est le même nombre. Bien sûr, l'accélération "à la baisse" qui provoque la Terre sur la fourmi est la même que celle qui affecte une personne, mais comme la fourmi a une masse beaucoup plus faible, cette accélération lui produit une force beaucoup plus faible. En conséquence, la force qu'il doit supporter en frappant la terre ne suffit pas à tuer la fourmi.

Logiquement, en plus de la gravité, dans le cas de la fourmi, il faudrait tenir compte d'autres caractéristiques. Par exemple, l'exosquelette de la chitine est beaucoup plus dur que la peau humaine. Fournit une grande protection à la fourmi.

Un animal de taille humaine ne peut pas avoir un exosquelette dur. C'est encore un problème de proportion. En tant qu'exosquelette de quitine, l'homme aurait la même densité de fourmis et pèserait des centaines de kilos. Vous ne pourriez pas bouger.

Ce n'est pas une blague. Le changement des proportions a une compensation. Nous ne pouvons pas être un exosquelette de fourmis et, bien sûr, il n'est pas une bonne idée de sauter de 600 mètres.