Encore une question de lumière...

[neolight]

Imaginons un bateau amarré à un quai à l'aide d'une corde.

On peut facilement montrer que lorsqu'on tire la corde d'une longueur d, le bateau lui avance sur l'eau d'une distance >d.

Par exemple si la corde fait 5m et la hauteur du quai 4m, alors si on tire la corde d'1m, le bateau lui avance de 3m.

Donc si on tire la corde à une vitesse d'1m/s, le bateau avance d'une vitesse de 3m/s

 

La question est la suivante :

Imaginons qu'on arrive à fabriquer une machine qui tire la corde à la vitesse de la lumière (ou presque).
Du coup le bateau va dépasser la vitesse de la lumière.
Comment est-ce possible ?

Comme je sais que ce n'est pas possible, je voudrais savoir ou le raisonnement cloche ?
Merci.

 

[Denis Udrea]

D'après la relativité restreinte on ne peut additionner (ou soustraire) les vitesses que lorsqu'elles sont faibles par rapport à c.

La formule n'est plus une simple addition mais une composition basée sur les formules de Lorentz.

V = (v1+v2) / (1+(v1*v2)/c²))   où v1 et v2 sont les vitesses à composer et c la vitesse de la lumière dans le vide.

 

Si les deux vitesses sont très faibles devant c le dénominateur tend vers 1 et l'on retrouve la loi de composition de vitesse habituelle.

En revanche si l'une ou les deux sont très proche de c, le résultat est toujours inférieur à c.

 

Tu es dans ce cas : tu utilises implicitement la loi de composition classique de vitesse mais ce n'est valide que si les deux sont plus faibles que c.

Modifié 11 octobre 2019 par Denis Udrea
Fautes de frappe

[Ygogo]

Bonjour

 

Déjà, il y a une différence entre le schéma (faux) et ce qui est dit dans le texte (10 m ou 5 m ?) 

De toute façon, à la base, le raisonnement est purement géométrique, et ne tient aucun compte des contraintes physiques...

 

Par exemple, si on prend les valeurs du texte, on voit que l'on va plutôt soulever le bateau que le faire avancer ! En tirant presque perpendiculairement au trajet supposé du bateau, c'est vraiment très peu efficace… Et si on imaginait la même chose avec un wagon guidé par des rails et empêché de se soulever, ça serait encore moins efficace.

 

Et cette "expérience de pensée" suppose d'autres trucs irréalistes, par exemple il faudrait que la corde soit infiniment résistante, rigide et indéformable pour ne pas s'étirer et ne pas casser !

 

Bref, si je peux me permettre un conseil : mieux vaudrait passer du temps à comprendre les phénomènes existants qu'à imaginer des phénomènes invraisemblables...

[neolight]

Il y a 4 heures, Ygogo a dit :

Bref, si je peux me permettre un conseil : mieux vaudrait passer du temps à comprendre les phénomènes existants qu'à imaginer des phénomènes invraisemblables...

 

Bonjour,

tout ce que je peux dire c'est heureusement qu'Einstein n'a pas suivi ton conseil...

 

PS: le schéma était juste là pour donner une idée... c'est tout ce que j'ai trouvé sur google qui ressemble un peu à ce que je voulais dire

Modifié 11 octobre 2019 par neolight

[neolight]

Il y a 4 heures, Denis Udrea a dit :

D'après la relativité restreinte on ne peut additionner (ou soustraire) les vitesses que lorsqu'elles sont faibles par rapport à c.

La formule n'est plus une simple addition mais une composition basée sur les formules de Lorentz.

V = (v1+v2) / (1+(v1*v2)/c²))   où v1 et v2 sont les vitesses à composer et c la vitesse de la lumière dans le vide.

 

Si les deux vitesses sont très faibles devant c le dénominateur tend vers 1 et l'on retrouve la loi de composition de vitesse habituelle.

En revanche si l'une ou les deux sont très proche de c, le résultat est toujours inférieur à c.

 

Tu es dans ce cas : tu utilises implicitement la loi de composition classique de vitesse mais ce n'est valide que si les deux sont plus faibles que c.

 

Merci pour l'explication !

Je pensais qu'il y aurait quand même des histoires de bilan de forces qui entreraient en jeu : poids (gravité) et réaction du sol (mer) en supposant les forces de frottements nulles, qui pourraient expliquer pourquoi ce serait impossible...

Modifié 11 octobre 2019 par neolight

[Ygogo]

il y a 51 minutes, neolight a dit :

(…) Je pensais qu'il y aurait quand même des histoires de bilan de forces qui entreraient en jeu : poids (gravité) et réaction du sol (mer) en supposant les forces de frottements nulles, qui pourraient expliquer pourquoi ce serait impossible…

 

Bien sûr, que le cas soit "relativiste" ou non, il y a aussi des "histoires" de forces et des "histoires" de géométrie !

 

D'abord, tu supposes implicitement que le mouvement de la corde et celui du bateau sont uniformes puisque tu dis que :

 

Il y a 20 heures, neolight a dit :

si la corde fait 5m et la hauteur du quai 4m, alors si on tire la corde d'1m, le bateau lui avance de 3m.

Donc si on tire la corde à une vitesse d'1m/s, le bateau avance d'une vitesse de 3m/s

 

Or, d'un simple point de vue géométrique, il est impossible que le rapport des deux vitesses soit constant pendant tout le déplacement… ou, si tu préfères, il est impossible que la vitesse à laquelle se déplace l'extrémité supérieure de la corde soit constante.

Un calcul vite fait : au tout début du mouvement, le bateau se déplace de 10 cm quand tu tires la corde de 5,9 cm (en supposant que le bateau reste horizontal).

Pour les 10 derniers cm du mouvement, il ne "vient" que 1,2 millimètres de corde… et si on continue à tirer, il est clair qu'on va soulever le bateau !

 

D'autre part, tu parles de bilan de forces. Mais il manque une donnée importante : quelle est la vitesse initiale du bateau ? Si elle n'est pas nulle, pas besoin de se fatiguer à tirer, il va continuer à avancer… Et sinon, il faut faire accélérer le bateau, donc exercer une force qui sera fonction de la masse et le l'accélération souhaitée. De toute façon, si on tire "brusquement" sur le bout de la corde, il n'y aura pas un mouvement "brusque" à l'autre bout (à moins que ce ne soit un bateau "jouet").

Et si tu veux absolument que ça aille très vite tout de suite, avec un super treuil super costaud au lieu de tes petits bras, tu vas tirer tellement fort que tu vas casser la corde !

 

Tiens, je te propose une expérience réalisable. Sur un parking horizontal, tu essayes de remorquer une voiture arrêtée A (frein à main desserré) avec une autre voiture B, en utilisant une ficelle nylon capable de supporter un poids de 30 kg. Si tu démarres B tout en douceur, très délicatement, c'est possible de faire rouler A et d'accélérer peu à peu. Si tu démarres B brusquement, comme un citadin énervé, ça casse illico…

 

Alors, ton démarrage "presque à la vitesse de la lumière" est-il réaliste ?  

 

[Denis Udrea]

Il y a 19 heures, neolight a dit :

Je pensais qu'il y aurait quand même des histoires de bilan de forces qui entreraient en jeu : poids (gravité) et réaction du sol (mer) en supposant les forces de frottements nulles, qui pourraient expliquer pourquoi ce serait impossible...

Il y en a bien sûr, c'est même assez évident et beaucoup on relevé les impossibilités "mécaniques"

Mais j'en ai fait abstraction, considérant que ce n'était qu'une expérience de pensée, même assez physiquement irréaliste,  pour ne me consacrer qu'au problème de l'addition des vitesses relativistes.

[Jokerdu13]

Bonsoir!

 

Je vais peut-être dire une bétise mais... Le dépassement de C n'est pas une impossibilité physique! C'est violer la causalité qui fait le raccourcis qu'on connait "rien ne peut dépasser la vitesse de la lumière".

 

Pour l'expérience de pensée de neolight, une fois les événements mécaniques "oubliés" et/ou "solutionnés", le bateau se déplacera à v>C puisque le signal / force qui anime le bateau ne viole pas la causalité: je tire une corde qui fait avancer le bateau.

 

C'est donc un signal qui se déplace à v<C (je tire la corde) qui provoque un déplacement. Le signal "je tire la corde" n'a pas dépassé C, et le résultat du bateau à v>C n'est pas une addition de vitesse mais juste une vitesse vu depuis un autre référentiel...

 

Si je prend de "très grands ciseaux" et que je les ferme à une vitesse proche mais inférieure à C, la pointe des ciseaux se déplaceront à v>C... Même combat, la causalité n'est pas violé.

 

Non?

 

 

 

 

Modifié 3 novembre 2019 par Jokerdu13

[Ygogo]

 

Il y a 9 heures, Jokerdu13 a dit :

(…) une fois les événements mécaniques "oubliés" et/ou "solutionnés", (…)

 

Oublier la réalité, c'est un peu étonnant comme point de départ d'une explication, mais après tout "anything goes" comme disait Feyerabend

[Jokerdu13]

Le 10/10/2019 à 20:06, neolight a dit :

La question est la suivante :

Imaginons qu'on arrive à fabriquer une machine qui tire la corde à la vitesse de la lumière (ou presque).
Du coup le bateau va dépasser la vitesse de la lumière.
Comment est-ce possible ?

Comme je sais que ce n'est pas possible, je voudrais savoir ou le raisonnement cloche ?
Merci.

 

Je me trompe peut-être mais la question initiale portait sur un "raisonnement" et non sur les plans d’exécution industriels de "la machine" 🤔

 

Car si on ne résous pas la question "en théorie", on va avoir du mal à se poser les questions techniques pour parvenir à l'objectif puisque celui-ci ne sera pas défini.

 

"Le pari de la physique, c'est d'expliquer le réel par l'impossible"   comme disait Alexandre Koyré 😎

[Ygogo]

… et j'ai déjà essayé de dire implicitement le 11 octobre pourquoi je n'avais pas envie de perdre mon temps à "raisonner" sur cet "objectif"

 

Quant à la citation de Koyré, ça m'intéresserait de savoir dans quelle publication je peux la trouver. Merci d'avance.

 

Remarque : je suis bien d'accord pour dire que la physique cherche à expliquer le réel… mais le coup du bateau n'est pas réel, et je répète qu'on va le soulever et non pas le tirer horizontalement si on essaye de faire l'expérience.

 

EDIT : pas de souci, je viens de retrouver l'idée dans "Etudes d'histoire de la pensée scientifique", Koyré, éditions Gallimard collection Tel, page 185, dans un texte initialement paru en 1943, "Galilée et Platon".

Mais ce n'est surement pas le seul passage de Koyré qu'Etienne Klein a repris dans divers articles ou conférences.

http://bbf.enssib.fr/consulter/bbf-2014-01-0116-010

https://www.cairn.info/revue-champ-lacanien-2011-2-page-181.htm#

 

Modifié 3 novembre 2019 par Ygogo

[Jokerdu13]

Pour la citation, elle est tirée du livre "Etude d'histoire de la pensée Scientifique", 1966. Paris, Presses Universitaires de France. Réimpr. Paris, Gallimard; 3e éd. : 1985. (Tel ; 92). 412p. (ISBN 2-07-070335-5).

 

il y a 20 minutes, Ygogo a dit :

Remarque : je suis bien d'accord pour dire que la physique cherche à expliquer le réel… mais le coup du bateau n'est pas réel, et je répète qu'on va le soulever et non pas le tirer horizontalement si on essaye de faire l'expérience.

 

 

On mettra une poulie! 🤣

[Ygogo]

Une poulie, c'est une bonne idée !

Et si on la place de façon à ce que la corde tire le bateau horizontalement, il n'y a plus de problème… ni de vitesse farfelue

[edubois3]

Le 03/11/2019 à 00:13, Jokerdu13 a dit :

Si je prend de "très grands ciseaux" et que je les ferme à une vitesse proche mais inférieure à C, la pointe des ciseaux se déplaceront à v>C... Même combat, la causalité n'est pas violé.

 

Non?

 

Bonjour Jokerdu13,

bonjour à tous !!

 

Il faudrait expliquer ce que tu veux dire par "je les ferme à une vitesse proche mais inférieure à c". Quelle est cette vitesse ? Une vitesse angulaire ? La vitesse de quoi ?

Parce que la vitesse de fermeture de la pointe des ciseaux est une vitesse angulaire. La vitesse de la pointe des ciseaux le long de l'arc de cercle de son mouvement de rotation vaut v = r * w, r étant la longueur des ciseaux et w la vitesse angulaire de leur fermeture.

1-La relativité dit que v ne peut pas excéder c. CQFD.

2-On pourrait imaginer la vitesse de déplacement du point de contact entre la feuille de papier (pourvu qu'elle soit assez longue...) et la paire de ciseaux. Mais c'est un faux raisonnement : la matière de ce point de contact se déplace selon un arc de cercle, et non pas longitudinalement. Donc rien ne dépasse non plus la vitesse de la lumière non plus. CQFD encore.

 

Ou alors, Jokerdu13, je n'ai pas bien compris ton exemple...

 

Éric

 

[Ygogo]

Bonjour

 

De toute façon, cette histoire de ciseaux est typique d'un "oubli de la réalité" érigé en méthode de travail !

 

En tout cas, la discussion d'hier m'aura au moins permis de rouvrir le livre de Koyré qui dormait depuis longtemps dans ma bibliothèque… et de voir qu'Etienne Klein avait "fabriqué" une citation en collant deux morceaux de textes provenant de chapitres différents, et  en modifiant le deuxième sans le signaler  S'il y a des pinailleurs comme moi qui sont intéressés, je peux transmettre les infos là-dessus.

['Bruno]

eudbois3 : le coup du ciseau, c'est un exemple classique (de quelque chose qui semble dépasser la vitesse de la lumière, sauf qu'en fait non).

[jgricourt]

Comme le phare qui tourne sur lui même le faisceau semble dépasser la vitesse de la lumière selon la vitesse de rotation et la distance de projection.

[Jokerdu13]

Ygogo et Edubois,

 

Merci de vos réponses qui semblent effectivement mettre mon "raisonnement" en échec!  Je vais creuser un peu ce que vous avez dit pour mieux comprendre le truc !

 

Si je trouve un argument massue, je reviens illico le publier ! Cependant j'ai l'impression que pour l'instant je dois m'avouer "vaincu"! 🙂

 

[Albuquerque]

Il y a 14 heures, jgricourt a dit :

Comme le phare qui tourne sur lui même le faisceau semble dépasser la vitesse de la lumière selon la vitesse de rotation et la distance de projection.

 

La tache lumineuse ici se déplace en effet plus vite que c. 

[edubois3]

Bonjour Albuquerque,

bonjour à tous !!

 

Albuquerque, non, rien ne se déplace plus vite que c dans l'exemple du phare qui tourne.

Les photons sont émis radialement, et ce que l'on voit comme étant la tâche lumineuse n'est qu'une succession de photons provenant chacun d'une émission différente. Il n'y a donc aucune matière qui se déplace effectivement en arc de cercle, le seul déplacement de matière est radial, pas en arc de cercle. La tâche ne se déplace pas, c'est une illusion optique. Ce que l'on voit, c'est une succession de nouvelles tâches. Mais succession tellement rapide que l'on croit qu'elle est continue, et donc on imagine que c'est la même tâche qui se déplace en arc de cercle.

Au final, aucune matière ne se déplace le long de l'arc de cercle. Donc aucune matière ne va plus vite que c sur l'arc de cercle. CQFD encore une fois !!

 

Éric

[Ygogo]

Bonjour

 

Il faut bien reconnaitre qu'il y a des situations (réelles ou imaginaires) qui ne sont pas faciles à interpréter.

Notre "sens commun" et nos raisonnements spontanés peuvent être mis en échec pour des raisons très subtiles…

Si j'ai bien compris Koyré dans les passages cités par Klein, c'est ce qu'il explique : il faut faire un effort d'abstraction important pour démêler les causes (complexes) à partir des apparences (qui peuvent sembler simples et être trompeuses).

 

Il y a 11 heures, Jokerdu13 a dit :

(…) Si je trouve un argument massue, je reviens illico le publier ! Cependant j'ai l'impression que pour l'instant je dois m'avouer "vaincu"! 🙂

Wait and see !

 

Mais précisons une chose : il n'y a dans ce genre de discussion ni vainqueur ni vaincu ! Il n'y a (ou il ne devrait y avoir) que des personnes qui avancent ensemble vers une meilleure compréhension des sujets débattus.

 

Rien à voir avec le sujet en cours, mais je viens de lire dans "Pour la Science" de septembre 2019 un article concernant John Eccles, neurophysiologiste, prix Nobel 1963. C'est en cherchant à montrer expérimentalement que ses collègues avaient tort qu'il a prouvé en 1951 que c'était lui-même qui se fourvoyait. Et ça a été plutôt bon pour sa carrière !

 

[bongibong]

C'est ce que l'on appelle la vitesse de phase qui n'a pas de limitation de vitesse, alors que la vitesse de groupe doit impérativement être inférieure à c.

 

Exemple : imaginons une hola où tout le monde se lève... mais pas en même temps, chacun son tour.

Si on règle le bon synchronisme, et que l'on regarde de loin, on peut voir un bras tendu se déplacer à une certaine vitesse qui peut être aussi élevée que l'on veut. En vrai personne ne se déplace.

[jgricourt]

Il y a 1 heure, Ygogo a dit :

Rien à voir avec le sujet en cours, mais je viens de lire dans "Pour la Science" de septembre 2019 un article concernant John Eccles, neurophysiologiste, prix Nobel 1963. C'est en cherchant à montrer expérimentalement que ses collègues avaient tort qu'il a prouvé en 1951 que c'était lui-même qui se fourvoyait. Et ça a été plutôt bon pour sa carrière !

 

 

Et même parfois il faut se résoudre à poser les bons postulats plutôt que de s'obstiner démontrer expérimentalement un fait qui n'existe pas

[Albuquerque]

Il y a 3 heures, edubois3 a dit :

Bonjour Albuquerque,

bonjour à tous !!

 

Albuquerque, non, rien ne se déplace plus vite que c dans l'exemple du phare qui tourne.

Les photons sont émis radialement, et ce que l'on voit comme étant la tâche lumineuse n'est qu'une succession de photons provenant chacun d'une émission différente.

 

 

Je sais bien, j'avais déjà répondu une autre fois à la même question. Je reconnais que ma réponse ici est ambiguë

Modifié 5 novembre 2019 par Albuquerque

[Ygogo]

il y a 57 minutes, jgricourt a dit :

Et même parfois il faut se résoudre à poser les bons postulats plutôt que de s'obstiner démontrer expérimentalement un fait qui n'existe pas

 

Mode "humour au second degré" ON /

Mode "polémique et provocation" ON /

Certes, mais ce n'est pas une raison suffisante pour que certains, parfois, s'obstinent à nier des faits qui existent (ou à contester une méthodologie robuste) pour démontrer un mauvais postulat.

Mode "polémique et provocation" OFF /

Mode "humour au second degré" OFF /

 

J'entends une voix OFF qui dit :

"Ygogo, vieux hibou, indécrottable potache, adolescent attardé, si tu te fais taper sur les doigts par Momo tu l'auras bien cherché"

 

 

Post-scriptum : Momo, je plaide coupable ! Je reconnais humblement avoir cédé à la tentation de jeter des hydrocarbures prohibés sur le feu de la discussion amicale ! Pour ma défense, je dis que je suis quand même resté épistémologiquement correct et que je n'ai pas tapé "ad hominem" !

Modifié 5 novembre 2019 par Ygogo