Le mystère des toupies

Les sciences t’intéressent? Tu te poses des questions sur les animaux, les plantes, l’espace ou n’importe quelle autre partie du monde qui t’entoure? C’est bien normal : les sciences, ce n’est pas que pour les adultes! Alors, envoie-les-moi à jfcliche@lesoleil.com. Une fois par mois, je répondrai à une ou deux questions que tu m’envoies.

Q Comment se fait-il que les toupies ne tombent pas quand elles tournent?

– Mathis

R Imagine une voiture qui roule sur l’autoroute. Si on ne fait rien, elle continuera sa course en ligne droite jusqu’à ce que le frottement avec le sol finisse par la faire arrêter. Mais si on veut la stopper avant cela ou simplement la faire tourner, il faut appliquer une force sur elle, en orientant les roues ou en activant les freins.

Le même principe prévaut pour une toupie. Elle a une «erre d’aller», comme on dit, sauf que son «élan» à elle la fait tourner sur elle-même au lieu de se déplacer en ligne droite. Point important : de la même façon que la voiture roule dans une direction en particulier, cette rotation se fait dans un axe particulier, qui pointe vers le haut. Alors si on veut changer l’angle de cet axe de rotation (ce qui arriverait si la toupie tombait), il faut faire comme avec la voiture, soit appliquer une force dessus.

Or, plus la toupie tourne vite sur elle-même, plus il est difficile de changer son axe de rotation, un peu comme il est plus difficile de faire tourner une voiture qui va à 150 km/h qu’une auto qui ne roulerait qu’à 30 km/h, par exemple. La seule force que subit une toupie qui tourne, c’est la gravité. Alors quand la toupie tourne assez rapidement sur elle-même, la gravité n’est pas suffisante pour réorienter l’axe de rotation, et la toupie reste droite. Ce n’est que lorsque sa rotation ralentit que la gravité finit par avoir plus de prise sur elle, la faisant vaciller, puis tomber.