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 [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur

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Skyboy




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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 18:20

Argyre a écrit:

Principe 3) Comme nous avons une vitesse initiale tangentielle importante, nous tombons, mais nous sommes également entrainés sur le côté, ce qui au final donne un mouvement de rotation.
Je dirais une trajectoire circulaire au lieu de la classique chute rectiligne ou parabolique plutôt, ça me semble encore plus intuitif non ?
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CosmoS


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 18:22

Argyre a écrit:


Personnellement, je pense qu'il faut expliquer les choses le plus simplement possible, tout en conservant les principes fondamentaux.
Principe 1) Nous ne ressentons pas la force gravitationnelle, nous ressentons la réaction du support matériel placé en dessous qui nous empêche d'aller dans la direction de la force gravitationnelle.
(...)
En fait, le principe 1) est très rarement expliqué, alors qu'il est AMHA fondamental. Pourquoi ne ressentons nous pas la force gravitationnelle ? Parce que tous les atomes de notre corps subissent en même temps cette force, ce qui implique un même mouvement pour tous ces atomes. Il n'y a donc aucune pression, aucune modification chimique, bref aucune information qui pourrait nous renseigner sur l'existence de cette force.

Oui, tout à fait d'accord. C'est important d'expliquer qu'on ne "ressent" pas la gravitation pour cette raison (du moins dans un champ de gravité uniforme, ce qui est le cas en première approximation à l'échelle d'un astronaute qui reste prudemment à l'écart des trous noirs Wink ).
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Giwa
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 22:46

Effectivement en raisonnant sur des sommes vectorielles d’accélérations, on ne respecte pas à la lettre le Principe Fondamentale de la Dynamique, puisque c’est le vecteur accélération du centre d’inertie du système considéré qui doit être égal au produit de l’inverse de la masse du système par la somme vectorielle des forces extérieures appliquées à ce système et qu’en toute rigueur il faudrait calculer d’abord la force de gravitation par le produit de la masse de ce système par le vecteur champ de gravitation…si le champ de gravitation dans tout le volume de ce système est uniforme …sinon on est condamné aux calculs différentiels et intégraux en décomposant en volumes élémentaires et masses élémentaires.
Admettons tout de même que l’on puisse considérer le champ de gravitation comme uniforme sur toute l’étendue du système et que l’on conserve la masse tout le long des calculs…au bout des calculs on s’apercevra que on peut s’en débarrasser puisque la masse grave qui intervient pour le calcul de la force de gravité est égale à la masse inerte du principe fondamentale de la dynamique.
Je comprends qu’il est nécessaire d’être formel et rigoureux si interviennent d’autres types de champs, mais dans ce cas particulier on tombe dans le formel
…et à la question simple qui nous était posée, je voulais quant-même pas abusé en compliquant un peu trop la réponse Wink

Pour terminer un petit extrait sur masses grave et inerte, et ce qui va de soi entre accélération constante et champ gravitationnel.http://www.cerimes.education.fr/e_doc/forces/gravitation.htm
Extraits :
En 1915, Einstein révolutionna la physique en élaborant la théorie de la relativité générale, description de la gravitation qui tient compte des lois de la relativité restreinte. Depuis longtemps on avait remarqué que ``masse inerte'' et ``masse grave'' étaient égales, ce qui a priori n'est pas évident. Ainsi, si on écrit l'équation de la dynamique avec une force de gravitation, on obtient ma=mG, soit a=G. Le mouvement d'un objet soumis seulement à une interaction gravitationnelle devient donc indépendant de la masse de l'objet, et donc aussi de sa nature. De plus, on voit que le champ gravitationnel est identique à une accélération : il est impossible de faire la différence entre une accélération constante et un champ gravitationnel, c'est le principe d'équivalence sur lequel Einstein basa sa nouvelle théorie de la gravitation.
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Argyre


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Ven 4 Avr 2008 - 10:09

Bonjour,

Bon, ben, j'ai l'impression qu'on est tous d'accord !

Une remarque supplémentaire néanmoins, qui va peut-être susciter un débat :
quand on dit qu'il y a égalité entre ma et mg, je suis encore gêné. En effet, en informatique, on prend bien soin de distinguer 2 choses, l'affectation et l'égalité. L'égalité est une fonction booléenne qui a comme arguments 2 expressions (ici ma et mg) et qui prend pour valeur vrai ou faux. L'affectation d'une variable consiste à attribuer une valeur à cette variable.
Dans le cas qui nous intéresse, il n'y a pas toujours égalité entre ma et mg, car il suffit qu'il y ait une autre force en présence pour que cela devienne faux. Et donc en fait, il s'agit plutôt d'une affectation. Mais de quelle affectation ?
A la base, les physiciens proposent la formule somme des forces = ma. C'est présenté sous la forme d'une égalité, mais cela cache le sens véritable du phénomène. L'accélération est calculée en intégrant, à partir de la connaissance des forces et de la distribution de la masse. Donc je pense qu'il faudrait écrire (en simplifiant, sans passer par l'intégration) :
a <--- somme des forces / m
En effet, ce n'est pas l'accélération qui détermine les forces en présence (ou alors, il faut revoir notre façon de considérer les phénomènes), ce sont bien les forces en présence qui déterminent l'accélération. Et donc s'il n'y a que la force gravitationnelle, on a :
a <--- g
C'est une différence subtile me direz vous, mais elle modifie sans aucun doute notre façon de voir les choses. a=g dans certains cas, certes, mais fondamentalement a <--g. Du coup, parler d'un champ d'accélération, pour moi c'est comme mettre la charrue avant les boeufs. Peut-être comprenez vous un peu mieux ma position ?

A+,
Argyre
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lambda0


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Ven 4 Avr 2008 - 10:54

Argyre a écrit:

...
A la base, les physiciens proposent la formule somme des forces = ma. C'est présenté sous la forme d'une égalité, mais cela cache le sens véritable du phénomène. L'accélération est calculée en intégrant, à partir de la connaissance des forces et de la distribution de la masse. Donc je pense qu'il faudrait écrire (en simplifiant, sans passer par l'intégration) :
a <--- somme des forces / m
...

Cette égalité est la relation de définition de la masse inertielle, l'hypothèse physique étant que force et accélération sont reliées par un scalaire, de plus indépendant des matériaux (mathématiquement, force et accélération aurait aussi bien pu être reliées par un tenseur de rang 2 par exemple. Ce n'est pas le cas parce qu'il y a aussi une hypothèse d'isotropie de l'espace).
Et une relation de définition n'est pas nécessairement la relation la plus maniable et naturelle pour les calculs.
On aurait pu définir directement une grandeur L, appelée "légèreté" par exemple, par :
a = L*f
Ca peut paraitre plus naturel pour certains calcul, mais la grandeur scalaire définie par la relation "f=m*a" a le bon gout de se comporter comme une grandeur extensive, ce qui ne serait pas le cas de L.

A+

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"The dinosaurs failed to survive due to the lack of a space program"
Arthur C. Clarke
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Giwa
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Ven 4 Avr 2008 - 12:33

Pour rajouter une petite couche Wink : je me souviens de mon "prof de math" pas content qu'en on se permettait de diviser un vecteur par un scalaire ce que font allègrement les physiciens en écrivant vecteur a= vecteur f / m
Puisque la légèreté inertielle n'est pas une grandeur extensive, gardons la masse inertielle , mais écrivons :
vecteur a = m-1.vecteur f
...à question simple, la réponse se complexifie de plus en plus Super
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Skyboy


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Ven 4 Avr 2008 - 16:38

C'est intéressant cette conversation, mais je pense que vous avez fait peur à Lucas. En tout cas, on voit que sur ce forum, certains ont la rigueur nécessaire à faire de la bonne science. J'aime ça !
Mais heureusement qu'on a aussi des gens qui savent vulgariser et simplifier pour intéresser d'autres personnes...
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Lucas


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Ven 4 Avr 2008 - 22:35

Skyboy a écrit:
C'est intéressant cette conversation, mais je pense que vous avez fait peur à Lucas.
Peur peut être pas mais je reconnais que je ne me doutais pas que le sujet irai aussi loin dans les précisions... Mais bon ça fait plaisir, ça permet d'aller plus loin... Et qui sait, peut être que le prochain sujet que je lancerai sera "question un peu moins simple", nous verrons... lol
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