Monsieur M , bien installé au milieu de son échelle a oublié de bloquer celle-ci . Il va donc rejoindre le plancher des vaches , mais quelle trajectoire va-t-il décrire ?
Le triangle rectangle observé a une hypoténuse de longueur constante. Sa médiane OM garde donc une longueur fixe égale à la moitié de la longueur de l'échelle. M décrit donc un arc de cercle de centre O.
Celui qui fuit les casse-tête ne vaut pas un clou.
La 4e, c'est loin, cependant, il semble que M soit le milieu de l'hypoténuse d'un triangle rectangle en O, donc M est le centre d'un cercle de diamètre la longueur de l'échelle et passant par O. Donc OM est constant (c'est pas du foot) : M décrit un cercle !
Soit [latex]O[/latex] le point d'intersection entre le mur et le sol, que l'on utilisera comme centre du repère. Soit [latex]A[/latex] le point d'intersection entre l'échelle et le mur. Soit [latex]B[/latex] le point d'intersection entre l'échelle et le sol. Soit [latex]L[/latex] la longueur de l'échelle. Soit [latex]a[/latex] l'angle entre l'échelle et le mur. [TeX]OA=L cos(a)[/TeX] [TeX]OB=L sin(a)[/TeX] On a donc les points : [TeX]O (0;0)[/TeX] [TeX]A (0;L cos(a))[/TeX] [TeX]B (L sin(a);0)[/TeX] [TeX]M (\frac{L sin(a)}{2};\frac{L cos(a)}{2})[/TeX] Les coordonnées de M ressemblent à une équation de cercle : [TeX]x_M^2+x_M^2 = (\frac{L sin(a)}{2})^2+(\frac{L cos(a)}{2})^2 = \frac{L^2}{4}[/TeX] dont le rayon est [latex]\frac{L}{2}[/latex] et le centre [latex]O[/latex].
Le point M va décrire un quart de cercle car la distance OM avec O le sommet de l'angle droit est constante car elle vaut la moitié de l'hypoténuse car dans un triangle rectangle le centre du cercle circonscrit se trouve au milieu de l'hypoténuse
Au pif, je dirais 2 possibilités : - soit il saute de l'échelle et tombe donc à l'endroit plus ou moins vertical de là où il était, - soit il reste sur l'échelle jusqu'à ce que celle-ci touche le sol et dans ce cas là, je dirais qu'il atterrit à l'endroit ou aura reculé le barreau par rapport au bas de l'échelle.
Un quart de circonférence; dont le centre est à intersection du mur et du sol. dont le rayon vaut: (longueur de l'échelle)/2
Démonstration Appelons x= abscisse de M (sur le sol) et y= ordonnée de M (sur le mur) dans le système orthonormé dont l'origine est l'intersection o du mur et du sol; appelons K la demi longueur de l'échelle. Pendant que l'échelle choit on a à tout instant dans le triangle rectangle MLx: Mx^2 + xL^2 = K^2 ; En observant que Mx = y et xL = ox = x on peut écrire x^2 + y^2 = K^2 qui est l'équation d'une circonférence de centre o et de rayon K. Comme l'échelle ne peut traverser ni le mur ni le sol, la trajectoire de M est limitée à 1/4 de ciconférence
Remarquer que le point M est à distance constante du sommet de l'angle droit ( médiane relative à l'hypoténuse d'un triangle rectangle ) évite le passage aux coordonnées