Avec Phun, la physique c’est fun

Vous le savez si vous êtes un lecteur de longue date, je suis physicien.

J'ai arrêté la recherche depuis quelques années, mais ça ne m'empêche pas de garder cet esprit curieux et joueur propre à tout bon physicien. Comme je l'ai répété souvent, la physique, c'est amusant.

Si vous avez la chance de vous rendre à la Cité des Sciences et de l'industrie à Paris, vous verrez de nombreux exemples d'expériences physiques toutes plus drôles les unes des autres.

Lorsque j'étais assistant en mécanique générale (l'étude des mouvements des corps indéformables soumis à des actions mécaniques), un ami m'avait montré un logiciel qui permettait de placer différents objets dans un espace à deux dimensions et de les voir réagir sous l'effet de la gravité. Malheureusement, je ne me souviens pas du nom de ce logiciel (qui tournait sous Windows et sous MacOS 9).

Toujours est-il qu'en regardant quotidiennement MacUpdate, comme à mon habitude, mon oeil a récemment été attiré vers un logiciel dont la description était "2D physics sandbox where you can play with physics like never before" (traduction libre : bac à sable pour la physique à deux dimensions dans lequel vous pouvez jouer avec la physique comme jamais auparavant).

Ahaa ! Voilà qui ressemble fortement à ce fameux logiciel que j'utilisais.

Et effectivement, c'est tout à fait ça.

Je vous présente donc, mesdames et messieurs, Phun !

Hormis le nom, subtil mélange entre "Physics" et "Fun" et l'icône, dont la qualité est discutable, voici une application absolument géniale.

Plutôt que de passer en revue toutes les fonctionnalités de ce logiciel, je vous propose quelques exemples qui deviendront de plus en plus complexes afin de vous montrer de quoi il est capable.

Avant de commencer, je tiens à m'excuser, car toutes les captures d'écran que vous allez voir sont en anglais. Ce n'est qu'hier que j'ai réalisé qu'il existait une traduction française du logiciel, sous la forme d'un simple fichier de configuration à télécharger.

Commençons donc par un exemple très simple et traçons un bête rond :

Pour tracer ce rond, je me suis servi des outils de formes :

Nous y trouvons les éléments de base : la surface quelconque (à main levée), le chemin quelconque, dont l'épaisseur est paramétrable, le rectangle, le rond.

Puis des éléments plus complexes : l'engrenage, le plan, la chaîne, le ressort, la fixation, le moyeu, le traceur.

Chaque objet peut être modifié ultérieurement grâce aux outils :

déplacement de l'objet en mode statique, déplacement de l'objet en mode dynamique, rotation de l'objet, mise à l'échelle de l'objet, découpe de l'objet en plusieurs objets

Grâce aux outils de simulation, je peux mettre ma "scène" en action :

Pour l'instant, tout est statique, jusqu'à ce que je clique sur "play" (le bouton vert). Les flèches permettent quant à elles de revenir en arrière (la flèche vers le bas correspond à un "undo").

Mais assez parlé, passons à la pratique.

Vous vous souvenez de mon rond ? Que va-t-il lui arriver lorsque je commencerai ma simulation ? Et bien, vérifions :

Ben oui, il tombe !

Forcément, sous l'effet de la gravité, un objet tombe, c'est dingue, non ?

Bon, alors ajoutons un sol. Mais n'oublions pas de le fixer, sinon, il tombera également :

Vous voyez la croix au milieu de mon rectangle (mon sol) ? J'ai utilisé l'outil fixation pour le maintenir en place. C'est ce même outil que l'on utilisera pour attacher un objet à un autre de manière rigide.

Voyons maintenant ce que ça nous donne :

C'est mieux !

Que se passe-t-il maintenant, si j'indique au logiciel, que mon rond est en caoutchouc ? Eh oui, on peut faire ça ! Chaque objet a ses propriétés :

• densité
• masse
• frottement
• restitution (coefficient d'élasticité)

Tout cela se règle dans l'onglet "Materiau" :

Voyons la différence :

Forcément, ça rebondit beaucoup plus. Marrant, non ?

Grâce à l'outil rotation, nous pouvons incliner légèrement le sol :

Voici le résultat, sans surprise :

On peut également remplacer la fixation par un moyeu, grâce à l'outil correspondant:

Voici ce que ça donne:

Il faut noter au passage que le moyeu peut être utilisé comme un moteur pour forcer la rotation d'un objet.

Il est également possible de rendre un objet liquide. L'objet en question sera alors remplacé par un amas de petits ronds faiblement liés les uns aux autres (un liquide n'étant rien d'autre que ça).

Appliquons cet effet sur notre rond :

et voyons ce que ça donne :

Personnellement, je trouve ça assez réaliste.

Chacun des objets peut être paramétré, et les possibilités sont immenses. Je n'ai pas la prétention de tout passer en revue ici, le mieux c'est de s'amuser avec le logiciel et de voir pour soi-même.

Voici une scène un peu plus complexe que j'ai élaborée :

Pour la rendre encore plus réaliste, j'ai appliqué aux objets des textures (chaque type de matériau possède une texture, en plus de ses propriétés)

La balle de gauche va donc tomber sur le manche du marteau qui va frapper l'objet qui maintient la balle attachée par une chaîne qui va alors aller frapper le bloc de bois de droite. On vérifie ?

J'adore quand un plan se déroule sans accroc !

Évidemment, je ne suis qu'un amateur et on peut faire des choses bien plus impressionnantes. Ce qui est génial, c'est que tout ce que l'on fait dans le mode statique peut également se faire alors que la simulation est en train de tourner !

Regardez cette vidéo de présentation sur le site de l'auteur, c'est complètement fou :

En conclusion, ce petit logiciel est un bijou. On peut s'amuser des heures avec lui et nul doute que les profs de sciences ou de physique y trouveront une réelle utilité.

En plus, il est gratuit ! ©

Un seul petit regret, l'interface n'est pas du tout "Mac-friendly" et demande un peu d'apprentissage. Mais ceci mis à part, c'est un vrai bonheur.

Au fait, vous avez essayé de déplacer une des boîtes d'outils ?