Auteur: B. Mollier

Une histoire de pièce...
Exercice d'évaluation
Difficulté : ☆☆☆
Temps : 30 min
On jette une pièce au fond d'une piscine vide. Cette première se trouve à 80 cm du bord de la seconde. La profondeur de la piscine est de 2 m. Une personne, mesurant 1,70 m se trouve à 85 cm du bord.

Crédit :
ASM/B. Mollier
Question 1)
Cette personne voit-elle la pièce au fond de la piscine ?
Solution
Le champ de vision de notre personnage est limité par le bord de la piscine. Il ne peut pas voir le fond de la piscine au bord de celle-ci. Jusqu'où voit-il ?
Les triangles ABC et CDE sont semblables. On obtient donc la relation :
d'où
Application numérique :
Non, la pièce n'est pas visible.
Question 2)
On remplit la piscine d'eau. Quelle doit être sa hauteur minimale pour apercevoir la pièce ?
AideSolution
L'indice optique de l'eau vaut 1,33.

Crédit :
ASM/B. Mollier
Hauteur h
La distance DP du bord à la pièce vaut :
d'où
On en déduit enfin
:
Application numérique :
Il faut donc remplir la piscine avec 1m40 d'eau pour voir apparaître la pièce.
Question 3)
Notre cerveau ne perçoit pas le changement de direction du rayon lumineux. Il a l'impression que celui-ci se déplace toujours en ligne droite. On a donc l'impression de voir la pièce moins profonde qu'elle ne l'est réellement. Quelle est alors la hauteur
d'eau que l'on a l'impression de voir ?

Crédit :
ASM/B. Mollier
Solution
Les triangles
et
sont semblables, donc
Or
, donc
Application numérique :
Le bassin n'a l'air d'être profond que de
, et donc la hauteur apparente d'eau
vaut
.