METEORITE MYSTERIEUSE
Un météorite tombe dans un étang.
Les observateurs ont pu remarqué que l´eau avait monté d´un centimètre par rapport au niveau avant la chute.
Un homme grenouille de 100 kg avec son équipement va vérifier sa présence au fond de l´eau.
Les mêmes observateurs constatent que l´eau a monté encore de un millimètre.
On soulève le météorite avec un gros ballon, quand toute l´installation flotte sous la surveillance de l´homme grenouille, l´eau a monté de 11 cm et deux millimètres par rapport au niveau initial.
Quand tout est dégagé, surprise, le niveau d´eau est de 9 cm en dessous du niveau avant la chute.
Pour en avoir le coeur net, on met à l´eau le ballon non dégonflé et toutes les cordes d´arrimage, le niveau ne bouge alors que d´un millimètre.
Que s´est-il passé? Quels sont le poids et le volume du météorite?
SOLUTION
Faisons les hypothèses suivantes.
1) La hauteur d´eau est proportionnelle au volume d´eau ( ce qui revient à supposer que les bords du lac sont verticaux), le coefficient étant la surface de l´étang:S en dm²
2) L´homme grenouille à une densité proche de celle de l´eau(1kg/L), ce qui permet de dire qu´il a un volume de 100 Litres environ.
Or ce volume correspond à une élévation de 0.01 dm, d´ou une estimation de S = 100/0.01 =10000dm²=10m² environ; c´est donc un petit étang!
Par suite l´énoncé nous indique que
1) L´homme grenouille a le même volume que les câbles ( 1 mm d´élévation).
2) Le volume du Ballon ( Vb) + le volume du météorite(Vm) correspond à une élévation de 11.2 -0.1 -0.1 + 9 = 20 cm soit 2 dm, et que le volume du météorite correspond à une hauteur de 1 dm
D´ou Vb=Vm=1*S= 10 000 litres environ
3) De plus puisque le tout flotte, c´est que l´ensemble Météorite+Ballon est aussi dense que l´eau.
D´apres la poussée d´archimède on a Densité(météorite)*Vm=Densité(eau)*(Vm+Vb)
Ainsi le météorite est deux fois plus dense que l´eau ( on néglige les câbles de volume 100L environ)
Il pèse donc 20 000 kg soit 20 tonnes pour un volume de 10 mètres cube
4) Enfin en s´écrasant le météorite a éjecté un bon volume d´eau correspondant à 9 cm soit 9 mètres cube environ.