Cas d'une plaque ellipsoidale :


    



   

Vue d’en haut, et face, du tas de sable obtenu. La ligne de crête est en gras.

Les lignes de plus grande pente, qui correspondent au trajet d’un grain de sable, sont en pointillés.

La ligne de crête est un arc d’ellipse dont les sommets sont les foyers de l’ellipse de base.

Les extrémités de cet arc d’ellipse sont à la verticale des centres de courbure de l’ellipse de base aux sommets de son grand axe.


Preuve :  Soit (E) l’ellipse de base de représentation paramétrique : M(t)

Alors est un vecteur tangent à (E) au point M(t)

Soit H un point de la crête, tel qu’un grain de sable

 partant de H s’écoule jusqu’à M.

Les règles d’écoulement font que et sont

orthogonaux.

Soit H’ le projeté orthogonal de H sur (Ox), alors

on a H’(x’ ;0) et ,

et  et  sont aussi orthogonaux.

Avec sin(t)g 0, mais on peut prolonger par continuité pour t = kπ.

   On a donc H(x’,0 ; z(t))

Soit  avec a l’angle de la pente de sable avec la plaque.

Alors

On a maintenant une représentation paramétrique de la crête.

 

On en tire que :   d’où 

Les sommets de la crête correspondent à z = 0 ; et ont donc pour abscisses

Ce sont donc les foyers de l’ellipse (E)

La crête se prolonge jusqu’aux points où la tangente a une pente égale à la pente du tas de sable.

Alors le tas de sable s’évase, et il n’y a plus de ligne de crête.

La crête s’arrête en H(0) et H(π).

Pour x positif,  H’(0) a pour abscisse .

Aux sommets du grand axe de l’ellipse (E), le rayon de courbure vaut :

 

 pour t = kp.

 

L’abscisse, positive, du centre de courbure est alors   cqfd.


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