Aérodynamique relativiste

[Albuquerque]

Qui a lu un opuscule vulgarisant la relativité restreinte sait qu'elle concerne particulièrement les chemins de fer où la vitesse contracte les trains.

C'est logique : la résistance de l'air exerce sur l'avant de la locomotive une surpression qui raccourcit nécessairement le train puisque tous les matériaux sont compressibles ; voir la loi de Hooke et le module de Young de l'acier dont est fait le train.

On observera toutefois que pour être réelle, cette compression est infinitésimale. Là encore c'est logique : à 100 km/h la contraction d'un train est selon Lorentz réelle mais infinitésimale. Donc, tout colle.

Oui, mais...

Si la résistance de l'air se traduit par une surpression à l'avant du train, elle se traduit aussi à l'arrière du train par une dépression dite de culot. Or cette dépression est souvent plus importante que la surpression sur l'avant. Donc en réalité le train est étiré.

Alors ?

La vitesse contracte-t-elle les trains comme l'affirme Einstein, ou les allonge-t-elle ? La relativité ayant déjà 119 ans et demi, il semble légitime d'en remettre éventuellement certains dogmes en cause. Enfin, si vous avez des lumières sur cette question ?

Modifié 30 novembre par Albuquerque

[Pascal76]

Il y a 16 heures, Albuquerque a dit :

Or cette dépression est souvent plus importante que la surpression sur l'avant

C'est une hypothèse qui reste à démontrer 😁

Sans parler de relativité dont ma compétence est relativement proche de 0, il faut prendre en compte un facteur supplémentaire qui est la position de la motrice.  Si la motrice tire à vitesse constante par rapport à la terre, la lutte contre les frottements des roues et de l'air doit entraîner un allongement du train.  En revanche, si la motrice pousse, les frottements donneront un raccourcissement du train, par compression des matières et par écrasement des tampons.

Quant à l'effet de la relativité,  ben tout dépend du référentiel (Ça c'est une reponse qui n'apporte rien mais qui marche à tous les coups 😉).

Là on a vraiment fait avancer la science 🙂

 

[Pyrene]

Je ne crois pas à la vitesse des trains.

S'ils allaient si vite, tous les passagers seraient tassés à l'arrière.

C'est aussi ce qui disqualifie la pseudo-science qui clame la rotondité de la Terre, et qui prétend qu'elle tournerait, au risque d'éjecter tous ses habitants. J'ai bon espoir que les prochains développements de la Science Sceptique feront justice de ces fadaises, sous l'égide de la Grande Amérique Enfin de Retour.

[Sobiesky]

Un effet relativiste bien connu concerne l Espace temps dans les trains de la SNCF. Alors que le temps de trajet s allonge, l Espace entre les genoux et le siège de devant diminue.

[DarkSyde]

Pour répondre sérieusement, la contraction des longueurs n'existe pas , c'est une "illusion d'optique" due à une sorte de perspective cinématique. Tu vois le train qui passe plus court mais le train n'a pas réellement raccourci.

D'ailleurs par symétrie, les passagers du train te voit plus fin que tu ne l'es, et pourtant tu ne maigris pas au passage du train...

En relativité générale, c'est tout autre chose. La gravité c'est de la courbure de l'espace-temps.

Et là tu peux être écrasé par elle à la surface d'une naine blanche, comme dans une presse.

Tu seras spaghettifié par les forces de marée en tombant dans un trou noir.