Toute personne qui a vu The Hudsucker Proxy sait qu'on peut inventer des jouets à la fois simples et amusants.

La mécanique dynamique étudie entre autres la physique des rotations, et cette entrée se penche sur trois jouets qui illustre bien ses principes et propriétés.

La toupie est un jouet permettant d'observer le phénomène de précession lorsqu'elle est inclinée par rapport à la normale à la surface sur laquelle elle tourne.

Une toupie est un moyen commode pour fabriquer des équivalents de dés à n faces (alors que les dés à n faces basés sur les polyèdres réguliers sont limités aux solides de Platon[1]). Une dreidel est un example de toupie à 4 faces.

L'Astrojax est un jouet constitué de 3 boules lestées et d’une ficelle, qui devrait intéresser la plupart des amateurs de physique. Une boule est attachée à chaque extrémité et la troisième est libre de glisser sur la ficelle entre les deux autres. Le poids en métal augmente le moment d’inertie de la boule centrale[2] qui peut ainsi tourner rapidement en réponse au couple appliqué par la corde ; ceci empêche la corde de s’emmêler autour de la boule centrale. Il en résulte un mécanisme s'apparentant à un « mélange entre la jonglerie, le yo-yo, le diabolo, le bilboquet et le lasso ».

Inventé en 1987 par le physicien Larry Shaw (selon la légende, en jouant avec du fil dentaire et des écrous), l'Astrojax a été acquis par une société suisse, qui y a consacré un site communautaire.

L’Astrojax a été emmené dans l’espace par la NASA dans le cadre de son programme Toys in Space.

Le Powerball est un gyroscope combinant une sphère de la taille d'une balle de tennis et un rotor à l'intérieur.

C'est « à la fois d'un jouet, d'un instrument de fitness et d'un outil de rééducation » qui peut atteindre plus de 15000 tours par minute (rpm) soit 250 Hz.

  • jouet : c'est avant tout un objet ludique, avec ses démonstrations et ses compétitions
  • instrument de fitness : il sert pour les sports de raquette, l'escalade, les arts martiaux
  • outil de rééducation : il est utile face aux syndromes du canal carpien, à l'arthrite, aux fractures

Tout cela démontre l'importance des rotations dans le ludique, si on peut dire.

Notes

[1] Évidemment on peut tricher : par exemple si on considère qu'une face d'un dé est constituée de la face d'un cube et son opposée, il est simple d'obtenir un dé à trois faces.

[2] L'article de wikipédia affirme que le poids en métal diminue le moment d'inertie de la boule centrale, mais c'est le contraire, non ?