Pourquoi une fourmi ne s’écrase-t-elle pas après une chute ?

Avez-vous déjà organisé des lâchés de fourmis? Cruauté dites-vous? Oui et non. Saviez-vous qu'une fourmi peut tomber de n'importe quelle hauteur sans se faire mal?  Est-ce parce qu'elles disposent de parachutes intégrés, ou simplement qu'elle ne craignent pas d'avoir mal? Nous découvrons ici pourquoi les fourmis peuvent tomber sans se blesser.

Dans le cas d’une chute libre, la fourmi est soumise à deux forces en opposition : le poids qui la tire vers le bas et la résistance de l’air qui la tire vers le haut. Le poids s’exprime suivant la formule : P=mg tandis que les frottements de l’air sont sous la forme : R = kv.

 

Aïe! De la physique! Pour les moins à l'aise avec cette science, vous pouvez sauter le cadre ci-dessus et ne lire que l'explication simplifiée !

 

 

 

Pourquoi autant de calculs complexes ? Simplement pour montrer que le résultat suivant ne sort pas de nul part : en raison de sa masse extrêmement légère, la vitesse limite de la fourmi est très faible. Elle tombe de plus en plus rapidement parce le poids la tire vers le bas. Cependant, plus elle tombe rapidement plus la résistance de l'air augmente et plus elle est freinée. Il arrive un moment où sa vitesse de chute ne varie plus: le poids et la résistance de l'air s'égalise! En tombant, la fourmi atteint donc sa vitesse limite très rapidement; en fait au bout d’à peine plus d’un centimètre de chute.

 

En mots encore plus clair, cela signifie que si la fourmi tombe de plus d'un centimètre de haut (de votre main, de la Tour Eiffel ou d’un avion), sa vitesse d’impact au sol est la même.

 

Remarquez que si une fourmi tombe de un centimètre de haut, c'est pour elle comme si elle tombait de 10 fois sa hauteur ! Par équivalence, c’est comme si un humain tombait d’une hauteur de 15 mètres.

 

La résistance de la fourmi provient de son exosquelette très résistant, qui lui permet de supporter l’impact. Celui-ci est fait de chitine.

 

 

 

Suivant la position de la personne (la surface de prise en vent intervient dans le coefficient k vu précédement) la vitesse de chute libre peut varier de 180km/h en position de la feuille morte à 300km/h en piqué.

En revanche, lors de saut à très haute altitude, l'absence (ou la raréfication) de l'atmosphère permet d'atteindre des vitesses encore plus grandes. A noter que le record du monde est détenu par Michael Brooke (France) qui a atteint 524,13 km/h au Millenium Speed Skydiving Competition de Gap, en France, le 19 septembre 1999.

Toujours chez les français, Michel Fournier, se prépare à un saut d'une hauteur de 40000m, espérant ainsi dépasser la vitesse du son.

Bien que leur poids varie de 1 à 150 mg suivant les individus, ce résultat provient du fait qu’elles sont environ 10 millions de milliards !! Ce calcul tout à fait étonnant a été effectué par l'entomologue Edward O. Wilson.

- Physique lélémentaire niveau lycée

- la fourmi (article Wikipédia)