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C'est quoi l'plus lourd ?
Par Aikanaro - 26 avr. 2009   


-6
24 commentaires Spacroyable !
Spitoyable.


Sous vide, la masse d'un objet n'a aucune influence sur sa vitesse de chute.

Détails :

Ainsi une plume et une boule de pétanque, lâchées de la même hauteur sur une planète totalement dépourvue d'atmosphère, toucheraient le sol en même temps.

Nous avons reformulé le LSV pour apporter une précision de taille :

Nous disions que “si on négligeait les frottements de l'air, la masse de l'objet n'avait aucune influence sur sa vitesse de chute”. C'est juste pour ce que nous cherchions à dire, mais en toute rigueur, c'était faux.

Pour expliquer la nuance avec la formulation actuelle, prenons l'exemple d'une montgolfière, comme proposé fort justement par Fumidu.

En négligeant les frottements dûs à l'air, deux forces sont à prendre en compte pour déterminer sa vitesse de chute/absence de chute :
1. La poussée d'archimède (en norme, elle vaut le poids du volume d'air froid occupé par la bestiole) qui la tire vers le haut.
2. Le poids de la montgolfière (en norme, elle vaut la masse de la montgolfière, y compris de l'air chaud dans la poche, multipliés par la gravité).

On voit bien dans ce cas que la masse de la nacelle ne joue que sur une des parties de l'équation, elle a donc une influence sur sa vitesse de chute.

Source :

N'importe quel manuel de physique.


zobizob
zobizob - 3 mai 2009 - 03:50 - (lien vers ce commentaire)
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Junk
Junk - 3 mai 2009 - 14:53 - (lien vers ce commentaire)

L'acceleration de la pesanteur est constate, et independante de la masse (uniquement pour des masses faibles par rapport a la masse de la planete…)



Animaphagus
Animaphagus - 24 mai 2009 - 23:40 - (lien vers ce commentaire)

attention aux LSV incomplets; on parle ici de chutte libre (en gros, chute dans l'axe de la verticale et sans vitesse initiale)!!!



Junk
Junk - 25 mai 2009 - 01:18 - (lien vers ce commentaire)

Ca marche aussi avec une vitesse intiale et/ou un angle ,sous certaines conditions : http://www.youtube.com/watch?v=cxvsHNRXLjw

etonnant, non?



yoyo10
yoyo10 - 23 juin 2009 - 14:15 - (lien vers ce commentaire)

@Animaphagus: une chute libre peut être avec une vitesse initiale. Du point de vue d'un physicien, un boulet de canon pour lequel les frottements de l'air sont négligés est en chute libre (sujet Bac S physique 2007, j'y étais…)

Cette loi physique de l'accélération se démontre facilement (désolé pour tous ceux qui n'ont pas fait de physique au-delà de la première S, vous risquez de ne rien piger).
En chute libre, la seule force à laquelle est soumis l'objet est son poids, P:m*g où m est la masse de l'objet et g l'accélération de la pesanteur locale (qui traduit les effets de la gravité à la surface d'une planète, sur la terre ça fait 9.81 m/s²).
En appliquant le Principe Fondamental de la Dynamique, on obtient:
m*a=m*g (a est l'accélération de l'objet)
donc on divise par m de chaque côté, on obtient l'accélération égale à g, qui est une constante sur la surface de la planète concernée.
On a bien une accélération constante et indépendante de la masse de l'objet.
Pour illustrer ça il y a une expérience classique: une bille de plomb et une plume, dans un tube transparent qu'on met sous vide avec une pompe. Il est clair que les deux objets tombent à la même vitesse, et ont la même accélération.

@zobizob: en chute libre, il n'y a pas de vitesse maximale, on continue à accélérer (tant qu'on ne touche pas le sol) car il n'y a pas de force qui s'oppose au mouvement. Si on veut faire plus réaliste, on prend en compte le frottement de l'air, ça donne effectivement une vitesse maximale (la force de frottement de l'air dépend de la vitesse, la vitesse maximale correspond au moment ou le poids et les frottements se compensent exactement), et là ça va dépendre de la masse de l'objet et de la surface qui frotte.

Voila, désolé pour le commentaire un peu long et qui peut faire mal à la tête des non scientifiques, mais ça peut éclaircir des choses.



lynx
lynx - 23 juin 2009 - 15:32 - (lien vers ce commentaire)
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Mystic
Mystic - 1 juil. 2009 - 20:08 - (lien vers ce commentaire)

Pour ceux qui aurait la flemme de lire le pavé de yoyo10 :
Le LSV est juste, c'est le phenomene de chute libre, et cela fonctionne même avec une vitesse initiale, et même si la chute n'est pas verticale.
Pour savoir d'où cela proviens, lisez yoyo10 ou faites une terminale S !

@zobizob : La vitesse maximale est infinie lors d'une chute libre, et l'acceleration que ce soit une plume ou une boule de bowling, est la même.



mansuetus
mansuetus - 1 juil. 2009 - 20:22 - (lien vers ce commentaire)

Si je puis me permettre, la notion de chute libre “infinie” est un concept assez moyen…

Si on chute, c'est qu'on tombe vers quelque chose… et il me semble que la distance entre deux objets, quels qu'ils soient, est finie…
(et le plus plus court chemin entre ces deux objets, s'ils sont bien alignés, serait la ligne droite… dans un espace temps courbe, n'est-ce pas étrange !)



Junk
Junk - 2 juil. 2009 - 00:00 - (lien vers ce commentaire)

Non, il a bon : uen vraie chute “libre”, c'est sans autre force que la force de chute. Il n'a pas dit que la chute elle meme etait infinie, juste que la vitesse maximale l'etait, ce qui est une maniere un peu alambiquee de dire qu'il n'y a pas de vitesse maximale (la pasteque accelere et sa vitesse augmente jusqu'a ce qu'elle fasse connaissance avec son nouvel ami le sol)

Je salue neanmoins le coup des deux objets “si ils sont bien alignes” :D



sonic
sonic - 2 juil. 2009 - 01:57 - (lien vers ce commentaire)

heu question:
j'peux me gourrer mais les satellites ne fonctionnerait pas sur le principe de la “chute infini” ? (combinaison de l'attraction et de la “force” centrifuge….)



spider1163
spider1163 - 28 juil. 2009 - 13:20 - (lien vers ce commentaire)

@ Sonic:
attention à “force” centrifuge ….
http://fr.wikipedia.org/wiki/Force_centrifuge
“Force fictive” dans des référentiels non-Galiléen, les lois du mouvement de Newton n'y sont pas vérifiées (etc)

Donc g =/= a (accélération de la pesanteur différente de l'accélération de l'objet)

@Mansuetus:
Junk dit vrai, ce n'est pas la chute libre qui est infinie, mais la vitesse maximale l'est.
En effet, pour un même objet en chute libre vers un autre, si tu augmentes la distance entre les deux, la vitesse maximale atteinte (vitesse juste avant l'impact) augmentera également.

La vitesse V à l'impact est donnée par:
v = racine(2gz) m/s

Avec :
z = la hauteur du corps par rapport au sol (ou homologie), en mètres (m)
g = l'accélération du champ de pesanteur (ex: environ 9,81 N/Kg ou m.s^-2 pour la Terre)
t = le temps en secondes (s) (eh oui ^^”)

On peut également ajouté une vitesse initiale, mais j'en ai marre d'écrire =P
En plus j'ai retrouvé mon cours sur Wiki:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Chute_libre_%28physique%29#Chute_libre_sans_vitesse_initiale



Raph
Raph - 28 juil. 2009 - 13:20 - (lien vers ce commentaire)

Si tout a fait. Et dans ce cas la vitesse du satellite n'augmente pas indefiniment car l'acceleration est employée à modifier la trajectoire (acceleration toujours perpendiculaire à la trajectoire dans le cas d'une orbite circulaire, donc la vitesse est constante)



spider1163
spider1163 - 28 juil. 2009 - 13:40 - (lien vers ce commentaire)

@ Raph:
je t'ai doublé ! =P

a(t)=0 donc v=cste OK
mais je ne pense pas qu'il soit possible de parler de “chute infini” dans le cas des satellites et des planètes, ils restent des modèles à part,
puisque ce que tu dis n'est possible que dans le cas particulier de planètes ou de satellites en mouvement circulaire uniforme.
(Planète autour du Soleil: trajectoire elliptique, 2 foyers ….)

Cas des satellites géostationnaires (pour la Terre dans cet exemple):
-à la verticale d'un point à la surface de la Terre
-mouvement uniquement possible dans le plan équatorial
-période de révolution: 23h56
-altitude: z=35 800 km
-rayon de l'orbite: Rt+z = 42 200 km
-vitesse (ouf!): v = 3 080 m/s !



Raph
Raph - 28 juil. 2009 - 20:05 - (lien vers ce commentaire)

Je pense quand même que l'on peut parler de chute infini. Un exemple avec les mains:
Si tu lances une balle sur terre, elle va suivre, en négligeant les frottements de l'air, une trajectoire ballistique (c'est le cas de le dire…), donc courbe, et retombera un peu plus loin. Maintenant, admettons que tu la lances suffisamment fort pour que le rayon de courbure de sa trajectoire soit assez grand pour ne pas retomber sur terre. Toujours en négligeant les frottements, et si tu n'as pas lancé ta balle trop fort, elle va se placer en orbite autour de la planete, en tombant indéfiniment (en pratique, c'est un plus compliqué, il faudrait que le lanceur soit à une altitude un peu plus élevé que la surface pour qu'il y ait mise en orbite, mais l'idée est la même). Et dans ce cas l'orbite a de forte chance d'être elliptique.

C'est ce qui se passe pour les satellites (même si dans leur cas la vitesse est acquise plus progressivement), et on parle bien dans leur cas de trajectoire balistique (au moins pour ceux suffisamment haut pour ne pas être freinés par l'atmosphere)



spider1163
spider1163 - 11 août 2009 - 01:19 - (lien vers ce commentaire)

Le principe me séduit, mais c'est le vocabulaire que me dérange, désolé :p
Peut on vraiment parler de chute, comme le définirait un dictionnaire ?
Chute:
“Action de choir, de tomber.”
Avec Tomber:
“Aller de haut en bas, en vertu de son propre poids.”

S'il est en orbite, le satellite ne fait plus de mouvement vertical (de haut en bas) et n'est donc plus soumis à son poids ^^

Désolé d'être trop pointilleux aussi XD



Epeo
Epeo - 16 août 2009 - 07:54 - (lien vers ce commentaire)

Je n'ai pas très bien compris l'histoire de vitesse infinie…

Premièrement, “infini” ne veut pas dire la même chose que “non borné”! cf. le 0,(9) = 1. Je n'imagine pas ce que voudrait dire “vitesse infinie”, mais une vitesse “aussi grande qu'on veut”, je veux bien.

Et de toutes façons, si Einstein n'avait pas tort, on ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière, si? La vitesse de chute ne peut donc pas grandir indéfiniment…



mansuetus
mansuetus - 16 août 2009 - 13:45 - (lien vers ce commentaire)

Non, il a bon : uen vraie chute “libre”, c'est sans autre force que la force de chute. Il n'a pas dit que la chute elle meme etait infinie, juste que la vitesse maximale l'etait, ce qui est une maniere un peu alambiquee de dire qu'il n'y a pas de vitesse maximale (la pasteque accelere et sa vitesse augmente jusqu'a ce qu'elle fasse connaissance avec son nouvel ami le sol)

Elle est donc aussi infinie que la vitesse maximale d'une fusée, d'un skieur, d'un coureur du 100m, ou de mémé qui va faire ses courses…

En ce sens, je rejoins Epeo :-)

Et je vous rappelle aussi que ceci ne s'applique que en mécanique classique : dès qu'on approchera 10% de la vitesse de la lumière, tout ceci deviendra faux au profit d'une nouvelle formule qui elle sera bornée par C1.

Tout ça pour dire qu'on s'écarte un peu du sujet !

1 Comme chacun sait, C est la vitesse de la lumière dans un milieu d'indice 1, soit le vide…



mansuetus
mansuetus - 16 août 2009 - 13:55 - (lien vers ce commentaire)

Et puis à la réflexion :
g = 9,8 sur terre…

Mais dire que c'est vrai quelle que soit la hauteur est faux…

de tête, g = m*G/d^2

avec m, masse du champs considéré, G constante de Newton, et d la distance considérée pour l'objet en question.

Je vous rappelle qu'il existe une “vitesse de libération”, qui représente le coup de pieds au postérieur à mettre à quelqu'un pour qu'il arrive à une vitesse nulle à l'infini, c'est à dire pour qu'il soit définitivement libéré de l'attraction de l'objet.

Sur terre, cette vitesse de libération n'est pas “infinie” mais de 12 km/sec.

DONC vous dites n'imp', mais c'est pas grave, vous le saurez en première année de fac de physique !



Junk
Junk - 16 août 2009 - 14:05 - (lien vers ce commentaire)

Tu essayes de te racheter une credibilite scientifique, Mans? JE croaysi qu'il fallait pas prendre les gens de haut et dire “vous dite n'imp” ?



Aikanaro
Aikanaro - 20 fév. 2010 - 13:07 - (lien vers ce commentaire)

mais c’est pas grave, vous le saurez en première année de fac de physique !

On l'apprendra en même temps que :

et le plus plus court chemin entre ces deux objets, s’ils sont bien alignés, serait la ligne droite…



flouiz
flouiz - 28 sep. 2010 - 02:25 - (lien vers ce commentaire)
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Ngor
Ngor - 26 juil. 2013 - 17:09 - (lien vers ce commentaire)

Bonjour,
Je tiens à préciser que dans le cas des satellites artificiels (et donc pas la lune), on peut bel et bien parler de chute car ils finissent irrémédiablement par tomber sur terre (en se désintégrant au passage).
Pour ce qui est de la Lune, au contraire elle ne fait que s'éloigner de la Terre.



Jawad001
Jawad001 - 26 juil. 2013 - 17:59 - (lien vers ce commentaire)

J“ai pas fait de physique, tout ce que je sais, c'est que j'aimerais pas habiter sur une planète ou une plume d'oiseau qui te tombe sur la tête te fait aussi mal qu'une boule de pétanque.



mansuetus
mansuetus - 26 juil. 2013 - 18:17 - (lien vers ce commentaire)

Jawad001:
Ce n'est pas parce qu'ils vont aussi vite qu'ils font aussi mal. La puissance de l'impact sera liée a l'inertie donc au poids.