Etymologiquement, le mot métamorphose vient du grec meta-morphosis qui signifie changer de forme (transformer).
Ce mot s’applique parfaitement à la fascinante transformation que subissent certains animaux pour passer de l’état larvaire à l’état adulte.
Cette animation illustre les principales étapes de la métamorphose d’un papillon: le Machaon.

Animation réalisée en collaboration avec le Musée des arts et métiers - Paris.

L'engrenage est un système de transmission du mouvement. Les deux roues dentées assurent un entraînement sans glissement. Dans ces quatre systèmes, la roue motrice (en haut) tourne à vitesse constante.

• Premier cas : le système à "Croix de Malte" transforme la rotation continue en mouvement discontinu ; c'est un compte-tour.
• Autres cas : la vitesse variable de la roue inférieure est déterminée par la géométrie de la roue.

Animation réalisée en collaboration avec le Musée des arts et métiers - Paris.

La machine arithmétique de Blaise Pascal (1623-1662) – la pascaline - est l’une des premières machines à calculer mécanique (premier modèle 1642). C’est une machine à calculer car le passage de la retenue s’effectue automatiquement.
Elle permet d’effectuer directement les additions et les soustractions. Il est également possible de multiplier et de diviser par additions et soustractions successives.

Voici un jouet mathématique dont le principe de fonctionnement a peut être été inventé en Allemagne à la fin du XIXe siécle.

Le modéle "consul - the educated monkey" est un jouet en métal de The education Novelty Co, Ohio, USA, datée entre 1916 et 1918.

Lorsque les pieds du singe sont placés face à 2 chiffres de la régle graduée, les mains indiquent le résultat de la multiplication.

Un circuit électrique c'est:

• au minimum deux composants (aussi appelés dipôles car ils ont deux pôles) dont l'un est un générateur (aussi appelée source).
• Des fils conducteurs qui relient les composants pour former une boucle fermée afin que le courant puisse circuler.

De nombreux moyens de transport roulent à l'énergie électrique. Tout comme n'importe quel dipôle, un moteur électrique est connecté au générateur (non représenté sur les photos) par deux fils conducteurs.

La puissance électrique disponible aux bornes d'un dipôle est le produit entre le courant (i en ampères) et la tension (v en volts).

Remarque: Les couleurs choisies ne sont pas conventionnelles. La tension et le courant peuvent être continus ou alternatifs.

Animation réalisée en collaboration avec le Musée des arts et métiers - Paris.

Le principe de fonctionnement de toute horloge mécanique repose sur la combinaison des trois fonctions suivantes:

• Une source d'énergie qui permet d'entretenir le mouvement de rotation (ici un poids moteur).
• Un régulateur: Un pendule (ou balancier) donne une référence de temps précise et invariable. Le système d’échappement, couplé au pendule, permet de cadencer la libération de l’énergie.
• Un affichage: des graduations et aiguilles donnent accès à l’information.

L'échappement est généralement à ancre comme sur cette animation. Pour de petits angles (<5°) d’oscillation du balancier, on approche de la condition d'isochronisme: la période du pendule ne dépend pratiquement que de sa longueur et de la gravité du lieu  (mais pas de la masse du pendule ni des amplitudes d’oscillations). Par exemple, à Paris, un pendule d’un mètre a une période de deux secondes. En allongeant le pendule on augmente la période des oscillations.

Nous savons tous que c'est la Terre qui tourne autour du Soleil. Mais pour nous, qui sommes sur la Terre, c'est le Soleil que nous voyons tourner autour de la Terre d'est en ouest. C'est ce qu'on appelle la course apparente du Soleil. Celle-ci varie au cours des saisons. Elle varie d'autant plus que la latitude du lieu d'observation est élevée.

Remarque:

• Cette animation illustre la course apparente du Soleil pour un habitant de l'hémisphère nord entre 40° et 50° de latitude. Un habitant de l'hémisphère sud voit le Soleil vers le nord mais toujours d'est en ouest.
• Les heures sont exprimées en temps solaire: midi (12 heures) est l'instant où le Soleil atteint son élévation maximale.

La Terre est inclinée sur son orbite. Ceci est la cause d'un ensoleillement inégal au cours de l'année responsable des saisons. On illustrera les variations de la durée du jour et les saisons pour l'hémisphère nord.

Les cercles représentés sont:

1. Cercle arctique (66°N)
2. 45° de latitude nord (Toronto, Seattle, Milan), Paris ou Berne étant un peu au dessus.
3. Équateur
4. Cercle antarctique (66°S)

Les échelles de taille et de distance entre le Soleil et la Terre ne sont pas respectées. De même pour les vitesses de rotation et de révolution.

Une atmosphère est une couche de gaz qui entoure une planète.

L'atmosphère terrestre est cloisonnée par les scientifiques en 5 couches théoriques:

• La troposphère contient 80% des 5 millions de milliards de tonnes d'air! Au contact direct du sol et chauffé par ce dernier, cette couche d'air est le siège d'importants échanges thermiques responsables des phénomènes météorologiques.
• Dans la Stratosphère, la température augmente avec l'altitude. Cette inversion de température agit comme une limite pour les nuages. C'est dans cette couche que se trouve la couche d'ozone qui filtre une grande partie des rayons ultraviolets provenant du Soleil.
• Dans la mésosphère, la température repart à la baisse.
• Les rares particules encore présentes dans la thermosphère interagissent avec le rayonnement solaire. En absorbant cette énergie, elles accroissent leur température et se ionisent. C'est l'ionosphère. Cette partie de la thermosphère possède d'importantes propriétés électromagnétiques. La station spatiale internationale (ISS) se situe dans la thermosphère, au delà de l'ionosphère.
• Les particules sont si rares dans l'exosphère que la probabilité de collision entre elles est négligeable. Certaines échappent même à l'attraction terrestre. Sans que sa frontière soit clairement identifiée, le début de l'exosphère marque le début de l'espace. La majorité des satellites, situés entre 800 km et 36000 km d'altitude, se situent dans l'exosphère.

Le haut parleur est un système qui transforme un signal de nature électrique en un signal de nature mécanique. Au cœur de ce système, nous trouvons une bobine de fil conducteur parcourue par un courant, qui se déplace sous l'effet des forces magnétiques. Une membrane souple, accrochée à cette bobine, agit comme un piston qui pousse l'air alentour.
Cette animation est ralentie plusieurs milliers de fois si on considère que les signaux audibles sont compris entre 20 Hz et 20.000 Hz.