En 2016, les jeunes américains étaient obsédés par ce truc cool: le défi de la bouteille d'eau. Le concept est simple, mais c'est plus facile à dire qu'à faire. Il suffit de retourner une bouteille d’eau en plastique pleine ou à moitié vide pour qu’elle se pose bien droit. Dans tout le pays, des enfants ont raconté leurs succès et leurs échecs sur YouTube, tandis que le plissement de bouteilles d’eau jetées en plaques a rendu leurs parents fous. L'engouement s'est peut-être estompé, mais la physique demeure. C'est pourquoi, rapporte Mindy Weisberger de LiveScience, un groupe de jeunes chercheurs a récemment publié un article montrant comment poser une bouteille d'eau à chaque fois.
Selon un communiqué de presse, cinq étudiants de première année de l'université de Twente ont décidé de dévoiler le défi de la physique de la bouteille d'eau pour un cours sur la dynamique et la relativité. À l'aide d'une caméra haute résolution, ils ont filmé tour à tour des bouteilles d'eau pleines et partiellement pleines, ainsi que des bouteilles contenant deux balles de tennis. Ils ont ensuite analysé les vidéos et réduit les mouvements à des formules physiques. Ce qu'ils ont trouvé, c'est qu'un retournement provoquant la plus grande diminution de la vitesse angulaire était le plus susceptible de bloquer l'atterrissage.
En termes pratiques, l’équipe a constaté que la meilleure bouteille retournée en est une pleine entre 20 et 41%. Selon l'étude, l'atterrissage d'une bouteille pleine est presque impossible car la vitesse de rotation de la bouteille ne change pas. Avec une bouteille partiellement pleine, cependant, l'eau se répand en tournant, ce qui modifie la vitesse de rotation.
"Nous n'avons pas considéré l'eau de la bouteille comme un liquide, mais avons plutôt supposé qu'elle se comportait comme une rigidité", a déclaré l'un des étudiants-chercheurs Pim Dekker à Michaela Nesvarova chez U Today au début de l'année. En fait, les bouteilles d’eau et les balles de tennis se comportaient de la même manière.
«Sur la base de nos expériences, nous avons montré que la masse d'un objet en rotation se répandait dans tout l'objet, réduisant ainsi sa vitesse. Cela signifie que la distribution de la masse ralentit la bouteille et augmente les chances d'un atterrissage réussi », explique Dekker.
La recherche paraît dans l'American Journal of Physics, un crédit d'édition assez impressionnant pour les étudiants de premier cycle. L'équipe n'avait pas initialement l'intention de se retrouver dans un journal prestigieux. «Cela a commencé comme un projet régulier pour notre cours de dynamique», a confié l'un des auteurs à Nesvarova, Mees Flapper. «Nous pouvions choisir n'importe quel sujet que nous aimions et le défi de changer de bouteille d'eau était un gros succès en ligne à cette époque. À notre connaissance, aucune publication n’a été consacrée à ce phénomène. Nos professeurs Alvaro Marin et Jacco Snoeijer ont vraiment aimé le sujet et nous ont ensuite demandé de les aider à rédiger un article à ce sujet. Cela nous a surpris, mais bien sûr nous avons accepté.
Le journal est peut-être trop tard pour sauver l’humanité du flot incessant de bouteilles d’eau qui ont fait de 2016 et 2017 un cauchemar pour de nombreuses personnes, mais Flapper explique à Weisberger de LiveScience que les recherches ont un impact plus important.
«Vous ne devriez pas avoir peur de sortir des sentiers battus, même dans un domaine abstrait et théorique [comme] celui de la physique», dit-il.
Cependant, il faudra une réflexion sérieuse pour expliquer d’autres sensations plus récentes sur YouTube, telles que le dérangeant Défi des 100 couches ou le Fortnite Dance Challenge.
