Besoin d’explication sur les mouvements relatifs

yaplusdenuit · 4 juin 2009

Bonjour

J’ai une question à vous poser concernant la notion de « relativité » des mouvements (relativité simple, Newtonnienne, pas d’Einstein)

La réponse doit etre trés simple et je vais passer pour une bille mais tant pis, quelque chose d’évident m’échappe sans doute.

On dit que le mvt (mouvement) linéaire est relatif, puisqu’il faut un référentiel pour connaitre la vitesse d’un objet, car simplement en le regardant , on ne peut pas savoir s’il se déplace et à quelle vitesse et dans quelle direction, ou meme s’il est à l’arrét. Jusque là on est tous d’accord.

Mais s’il s’agit du mvt de rotation, on dit aussi qu’il est relatif, et là je coince !

Imaginons un objet dans l’espace formé par 2 boules de billard reliées par un ressort. Cet ensemble a été mis en rotation, il tourne donc autour de son centre de gravité commun (à mi distance des 2 boules)

Mais à la différence du mvt linéaire, je n’ai pas besoin d’un repére , d’une référence , pour constater que ce truc tourne, il suffit que je mesure l’alongement du ressort pour savoir s’il est en rotation, et je peux meme calculer sa vitesse angulaire si je connais la raideur du ressort.

Comme je n’ai pas besoin d’une référence externe à l’objet, j’en déduit (peut etre trop vite) que le mvt de rotation n’est pas relatif, mais absolu.

Or je sais que c’est faux, puisque meme la rotation est relative.(appris à l’école)

Alors, où est ce que je me trompe dans mon raisonnement ? :?:

Merci de me rendre moins béte. :confused:

Jeff Hawke · 4 juin 2009

Eh bien l'erreur, c'est "Mais s’il s’agit du mvt de rotation, on dit aussi qu’il est relatif "

La relativité s'applique aux repères galiléens (cad en mouvement rectiligne uniforme les uns par rapport aux autres). Un repère en rotation n'est pas galiléen.

La preuve, ça rend malade.

Pipo · 4 juin 2009

Je ne suis pas absolument sûr, mais je crois bien qu'un tel système est équivalent à un système immobile auquel on ajoute une "force centrifuge" s'exerçant du centre de gravité vers l'extérieur.

Ceci dit, je crois que la relativité galiléenne est réservée aux référentiels galiléens (c'est à dire en mouvement uniforme par rapport à un autre référentiel galiléen).

yaplusdenuit · 5 juin 2009

Merci pour vos réponses.

Donc je me suis tordu les boyaux de la tête pendant des années pour rien !

Ceci dit, on peut dire que si on considére que la terre est fixe et que c'est l'univers qui tourne autour d'elle (comme le croyaient les anciens) c'est un modéle valable tant qu'on reste dans le domaine de la géométrie (positionnement).

Si par contre on veut coller par dessus cela les contraintes de la physique mécanique, le modéle n'est évidement plus valable (impossible qu'une galaxie à 100 millions d'années lumiére puisse orbiter autour de la terre en 24 h)

Leimury · 5 juin 2009

Merci pour vos réponses.
Donc je me suis tordu les boyaux de la tête pendant des années pour rien !

Ceci dit, on peut dire que si on considére que la terre est fixe et que c'est l'univers qui tourne autour d'elle (comme le croyaient les anciens) c'est un modéle valable tant qu'on reste dans le domaine de la géométrie (positionnement).

Si par contre on veut coller par dessus cela les contraintes de la physique mécanique, le modéle n'est évidement plus valable (impossible qu'une galaxie à 100 millions d'années lumiére puisse orbiter autour de la terre en 24 h)

Bonjour,

Et si !

Dans le repère d'un observateur au sol, une galaxie orbite bien autour de la Terre en 24h.

C'est exactement comme la mouche entre les boules de billard de ton exemple; c'est la toute la pièce qui tourne autour.

Comme tu l'as compris, les rotations comme les translations dépendent de l'observateur.

Tu le vois de toute façon à chaque fois que tu utilise ton tube.

Par rapport à toi, ce sont les étoiles qui sont en rotation.

Tu es sur un repère en rotation (la Terre).

Les anciens avaient tord parce que justement ils confondaient mouvement absolu et mouvement relatif.

La Terre paraît fixe pour nous qui sommes dessus.

C'est une très bonne illustration de la relativité du mouvement.

Comme on déteste se compliquer la vie surtout en mécanique, on a tendance à prendre comme repère un point ou un minimum de choses bougent.

Quant on étudie le mouvement d'un véhicule, on place rarement le repère sur un point de la roue.

Pareil en astro, on préfère éviter de prendre repère fixe par rapport à la Terre.

Grâce à ça, on peut éditer des Atlas et autres cartes avec une AD fixe pour chaque corps connu.

Dans le repère astro, la Terre tourne.

Ca tombe bien, ça correspond à ce qu'on sait d'elle :be:

Bon ciel à tous.

Jeff Hawke · 5 juin 2009

Comme tu l'as compris, les rotations comme les translations dépendent de l'observateur.

Ben non...

Les translations, oui, les rotations, non !

Expérience (de pensée) simple : Tu es sur un tourniquet, stoppé, le monde tourne autour de toi. Tout va bien.

Maintenant : Le monde est stoppé, le tourniquet tourne, tu es malade, tu subis la force de Coriolis, tous tes mouvements et tes lancers de projectiles sont déviés...

Les repères ne sont pas équivalents.

Il faut généraliser la Relativité pour les rendre équivalents, et faire intervenir la gravité. :cool:

Beloube · 5 juin 2009

Salut !

En lisant les premières lignes, le premier truc qui me vient c'est que si tu peux calculer l'allongement de ton ressort et sa raideur, c'est que tu peux les mesurer "à vide"... donc dans un repère...

Non ?

Leimury · 5 juin 2009

Ben non... Les translations, oui, les rotations, non !

Expérience (de pensée) simple : Tu es sur un tourniquet, stoppé, le monde tourne autour de toi. Tout va bien.

Maintenant : Le monde est stoppé, le tourniquet tourne, tu es malade, tu subis la force de Coriolis, tous tes mouvements et tes lancers de projectiles sont déviés...

Les repères ne sont pas équivalents.

Il faut généraliser la Relativité pour les rendre équivalents, et faire intervenir la gravité.

Bonjour,

J'ai jamais dit que les repères étaient équivalents puisque suivant le repère, les mouvements constatés ne seront pas les mêmes.

La question portait sur le mouvement, tu veux y ajouter les forces.

D'accord, si tu veux

Quant tu parle de la gravité ou de la force de Coriolis, je te garantis que ça marche quel que soit le repère.

Evidement, il faut alors les exprimer dans le repère d'observation du mouvement.

Exprimer par exemple la gravité pour une mouche qui est dans la jante d'une roue qui tourne, c'est pas une gravité verticale mais un truc qui tourne. Ca complique pas mal le problème :be:

On choisit en général le repère qui simplifiera le problème.

On le choisit pas au hasard ou pour s'amuser.

Quant tu commence à jouer avec les forces, il est alors nécessaire d'étudier le mouvement dans un repère Galiléen.

Fixe par rapport au sol, ça suffit largement en mécanique.

Ensuite, toutes les forces ne se valent pas dans un problème concret.

Par exemple la gravité sera considérée quant on construit un pont mais pas quant on conçoit une clef plate.

Je sais pas combien couterait mon ouvre boites si le gars s'était fait chier pour rien à tenir compte de la gravité, de la force de Coriolis, de la pression due à la lumière solaire, de la pression atmosphérique...

yaplusdnuit parlait simplement du mouvement.

Le mouvement, rotations comme translations est relatif.

Après, suivant le repère que tu as choisi, tu peux te retrouver devant un problème facile à résoudre ou un noeud insoluble.

Pour changer de repère, il ne suffit pas de le dire.

Concrètement, on applique une ou plusieurs matrices de transformation qui tiennent compte des mouvements entre le repère de mesure et le repère d'expression.

Tu es sur un tourniquet stoppé et le monde tourne autour de toi...

C'est le tourniquet qui est un repère galileen.

Dans la vraie vie, c'est le sol qui est repère galileen.

Ca change pas mal de choses, non ?

Voilà pourquoi tu auras pas le tournis si tu es le centre du monde.

Bon ciel

Jeff Hawke · 5 juin 2009

La question portait sur le mouvement, tu veux y ajouter les forces.
D'accord, si tu veux

Oh, moi je ne veux rien de spécial...C'est Yapludenuit qui s'est interrogé sur la relativité et les forces (avec son ressort qui s'allonge). Et les forces, il n'y a pas besoin de les rajouter, elles s'invitent toutes seules.

yaplusdnuit parlait simplement du mouvement.
Le mouvement, rotations comme translations est relatif.

Mais non. Sinon, il n'aurait pas posé la question, étant incapable (*) sans le ressort qui s'allonge, juste en regardant, de savoir qui tournait...

(*) sauf à prendre en compte la nausée que provoque sur un corps vivant et conscient sa rotation plus ou moins rapide...

LnV · 5 juin 2009

Salut!

En effet, le mouvement au sens de la mécanique newtonienne est relatif. Mais entendons-nous bien: relatif à quoi? Et d'abord, qu'est-ce que le mouvement?

Au sens de la mécanique newtonienne, le mouvement est une variation de position, c'est-à-dire une variation des coordonnées du système étudié.

Ces coordonnées sont prises par rapport à un repère, j'entends par là une origine et, dans l'espace, trois vecteurs de base.

Ce repère peut être quelconque: lié à la Terre, au Soleil (on le dit alors 'héliocentrique'), à Jupiter (il est 'jovien') ou même lié au mobile lui-même.

Par conséquent, vous voyez que le mouvement, quelle que soit sa nature, est relatif au repère considéré.

Par exemple, pour un repère lié au solide, le mouvement du solide sera nul.

On reste là dans le cadre de la cinématique (= étude du mouvement) et pas de la dynamique, qui, elle, s'intéresse aux forces qui causent ce mouvement ou qui sont engendrées par lui.

Voilou

Leimury · 5 juin 2009

Imaginons un objet dans l’espace formé par 2 boules de billard reliées par un ressort. Cet ensemble a été mis en rotation, il tourne donc autour de son centre de gravité commun (à mi distance des 2 boules)

Mais à la différence du mvt linéaire, je n’ai pas besoin d’un repére , d’une référence , pour constater que ce truc tourne, il suffit que je mesure l’alongement du ressort pour savoir s’il est en rotation, et je peux meme calculer sa vitesse angulaire si je connais la raideur du ressort.

Comme je n’ai pas besoin d’une référence externe à l’objet, j’en déduit (peut etre trop vite) que le mvt de rotation n’est pas relatif, mais absolu.

Alors, où est ce que je me trompe dans mon raisonnement ?

Bonjour,

Le mouvement mesuré est une translation quant tu tourne avec les boules.

Ou vois tu une rotation ?

Tu déduis une rotation, tu ne la vois pas.

Pour déduire cette rotation, tu sais que le ressort s'allonge à cause d'une rotation... dans le repère Galileen de ton expérience.

Tu n'as pas constaté de rotation.

Tu as bien constaté une translation.

Le mouvement est relatif, pas les déductions

Bon ciel

Oh, moi je ne veux rien de spécial...C'est Yapludenuit qui s'est interrogé sur la relativité et les forces (avec son ressort qui s'allonge). Et les forces, il n'y a pas besoin de les rajouter, elles s'invitent toutes seules.

Mais non. Sinon, il n'aurait pas posé la question, étant incapable (*) sans le ressort qui s'allonge, juste en regardant, de savoir qui tournait...

(*) sauf à prendre en compte la nausée que provoque sur un corps vivant et conscient sa rotation plus ou moins rapide...

Damned !

Tu as raison.

En fait, avec tout ça, on avait pas répondu à sa question.

Sa question c'était pas le mouvement est il relatif.

Bonne journée, Jeff

LnV · 5 juin 2009

Salut !

En lisant les premières lignes, le premier truc qui me vient c'est que si tu peux calculer l'allongement de ton ressort et sa raideur, c'est que tu peux les mesurer "à vide"... donc dans un repère...

Non ?

Non, la mesure dont tu parles est absolue et ne dépend pas du repère considéré.

yaplusdenuit · 6 juin 2009

Salut !

En lisant les premières lignes, le premier truc qui me vient c'est que si tu peux calculer l'allongement de ton ressort et sa raideur, c'est que tu peux les mesurer "à vide"... donc dans un repère...

Non ?

Je confirme la réponse de LnV; pour mesurer une longueur, il n'y a pas besoin d'avoir un repére, sans doute parce que c'est un nombre scalaire et pas un vecteur.

A ce sujet on peut peut etre généraliser en disant que les scalaires n'ont pas besoin de référentiel alors que oui pour les vecteurs...en élaborant un tel principe à chaud en 2 minutes je risque de furieux démentis bien étayés :be:

yaplusdenuit · 6 juin 2009

Je remercie tous ceux qui ont participé à mon "éducation" pour éclaircir ce probléme qui me travaillait.

J'ai aussi vu, dans les discussions, que ce n'était pas si évident que ça pour tout le monde, et qu'il fallait bien savoir de quoi on parlait...comme toujours.

LnV · 6 juin 2009

Sa question c'était pas le mouvement est il relatif.

C'était quoi alors? :?:

yaplusdenuit · 6 juin 2009

Ma question était bien:

Nous avons besoin d'un repére (systéme de référence) pour connaitre les vitesse et direction d'un corps en déplacement linéaire, ce qui sous entend que le mvt linéaire est relatif , donc variable suivant le repére choisi.

Par contre, vu que je pouvais estimer la vitesse angulaire d'un corps en rotation par la simple mesure de l'allongement du ressort,sans nécessiter un repére, je me posais la question de savoir si la rotation était un mouvement absolu (ou non relatif).

Leimury · 8 juin 2009

Ma question était bien:
Nous avons besoin d'un repére (systéme de référence) pour connaitre les vitesse et direction d'un corps en déplacement linéaire, ce qui sous entend que le mvt linéaire est relatif , donc variable suivant le repére choisi.

Par contre, vu que je pouvais estimer la vitesse angulaire d'un corps en rotation par la simple mesure de l'allongement du ressort,sans nécessiter un repére, je me posais la question de savoir si la rotation était un mouvement absolu (ou non relatif).

Bonjour,

J'espère que nous avons répondu à ta question sans trop te perdre dans nos digressions inutiles

La prochaine fois, demande à ton prof de physique après le cours.

Au moins tu auras une réponse simple

Bon ciel

Jeff Hawke · 11 juin 2009

La prochaine fois, demande à ton prof de physique après le cours.

Eh ben...Merci pour ceux qui se sont donnés la peine d'essayer de répondre.

Au moins tu auras une réponse simple

C'est le rêve ça, hein ? Des réponses simples... :rolleyes:

Dommage que la réalité ne le soit pas toujours...

Too bad. :be:

salviati · 5 juillet 2009

Petite remarque : Avant Einstein, Enst Mach avait déjà fait remarquer que si on vidait l'espace de toute matière pour ne conserver que la terre, pourrait-on encore dire que celle-ci tourne ? par rapport à quoi ? et quid des forces centrifuges et de coriolis ? Sa critique de l'expérience du seau en rotation est éloquente à ce sujet.

Jeff Hawke a raison : il faut la théorie de la RG pour pouvoir considérer la terre comme fixe et décrire les lois de physique autour de nous, même si les lois de Kepler et de Newton suffisent pour les applications "simples" (vie courante, météorologie, mouvement des planètes, mise en orbite,...)

Je te conseille de lire les livres en pièce jointe, c'est formidable !! et plein de réponses

yaplusdenuit · 5 juillet 2009

Petite remarque : Avant Einstein, Enst Mach avait déjà fait remarquer que si on vidait l'espace de toute matière pour ne conserver que la terre, pourrait-on encore dire que celle-ci tourne ? par rapport à quoi ? et quid des forces centrifuges et de coriolis ? Sa critique de l'expérience du seau en rotation est éloquente à ce sujet.
Jeff Hawke a raison : il faut la théorie de la RG pour pouvoir considérer la terre comme fixe et décrire les lois de physique autour de nous, même si les lois de Kepler et de Newton suffisent pour les applications "simples" (vie courante, météorologie, mouvement des planètes, mise en orbite,...)

Je te conseille de lire les livres en pièce jointe, c'est formidable !! et plein de réponses

Merci Salviati

Je vais déjà prendre le premier indiqué, je l'ai trouvé à moins de 12 Euros sur un site marchand du web

salviati · 5 juillet 2009

Merci Salviati

Je vais déjà prendre le premier indiqué, je l'ai trouvé à moins de 12 Euros sur un site marchand du web

J'insiste sur le 2ème également

yaplusdenuit · 6 juillet 2009

J'insiste sur le 2ème également

Salut

Bon si tu insistes, je pense que c'est pour mon bien, mais dis moi, j'espére qu'il ne faut pas avoir Bac + 20 pour le comprendre ?.

J'ai un niveau moyen en math, et le calcul différentiel et intégral commence à etre loin ..

salviati · 7 juillet 2009

Salut

Bon si tu insistes, je pense que c'est pour mon bien, mais dis moi, j'espére qu'il ne faut pas avoir Bac + 20 pour le comprendre ?.

J'ai un niveau moyen en math, et le calcul différentiel et intégral commence à etre loin ..

Moi non plus je ne suis pas fortiche en math ; j'ai bac+2 dans un domaine technologique et 4/20 au BTS, il y a + de 15ans :be:

Il suffit juste éventuellement de comprendre à quoi sert le calcul intégral et comment cela fonctionne, quel est son principe,...Pour exemple, il est décrit (je devrais dire décrypté) dans cet ouvrage l'équation de Schwarzschild dans sa forme complète (où l'on voit le fameux R=2M ou bien R=2GM/c², horizon du trou noir) qui définit la géométrie de l'espace-temps, au voisinage d'une distribution de masse sphérique : et bien tu comprends, en se concentrant un peu, en tous cas tu crois comprendre !! :b: :b:Après si tu veux aller plus loin, il faudra bosser des maths qui font peur.

C'est justement le fort de cette ouvrage, c'est que c'est vraiment bien expliqué, et l'Histoire (noter le "H") y est racontée de merveilleuse façon(Voir l'histoire autour de la découverte de Neptune par Le verrier) et aussi , par exemple le principe de Mach, et aussi les lois et postulats qui servent de pierres de touche à la RG, et les recherches et hésitations d'Einstein,...

C'est vraiment très abordable, bien écrit et convivial, un livre de chevet, que je te dis !!

Si jamais tu le lis, écris moi, on pourrait échanger dessus.

à+

yaplusdenuit · 7 juillet 2009

Ok, merci Salviati, je vais jeudi à Grenoble pour acheter les 2 bouquins.

Comme je me sens aussi trés concerné par les problémes de climat et d'environnement actuels, je profite de ce post pour indiquer 2 autres livres (pas encore lus, vais les acheter en meme temps que les 2 ci-dessus) mais parait il trés intéressants et ayant reçus tous 2 un prix:

-"Pour sauver la planéte, sortez du capitalisme" de Hervé Kempf - Seuil

-"C'est maintenant" - 3 ans pour sauver le monde de Jean Marc Jancovici et Alain Grandjean - Seuil

salviati · 7 juillet 2009

Ok, merci Salviati, je vais jeudi à Grenoble pour acheter les 2 bouquins.

Comme je me sens aussi trés concerné par les problémes de climat et d'environnement actuels, je profite de ce post pour indiquer 2 autres livres (pas encore lus, vais les acheter en meme temps que les 2 ci-dessus) mais parait il trés intéressants et ayant reçus tous 2 un prix:

-"Pour sauver la planéte, sortez du capitalisme" de Hervé Kempf - Seuil

-"C'est maintenant" - 3 ans pour sauver le monde de Jean Marc Jancovici et Alain Grandjean - Seuil

Si en + tu peux feuilleter, ne te gène pas.

Merci pour les conseils de lecture, et n'oublie pas que j'attends tes impressions.

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