Le fait d’être plongé dans un liquide supprime-t-il l’accélération ?

[daniel100]

Bonjour à tous,

Nul besoin d’envoyer une personne dans l’espace, on fait la manip sur terre dans une centrifugeuse.

On me met dans un cube remplit de liquide, je suis en apnée et à poils afin de ne pas perturber l’expérience.

J’ai la même densité du liquide, et en me fait tourner.

Vais-je ressentir les g ?
Si je touche le fond (qui est vertical) cela change-t-il quelque chose ?

PS : ça me fait penser au film « mission to Mars », ou à la fin le héro est plongé dans un liquide pour quitter la planète à vitesse grand V.

Merci,
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[Dynamix]

Salut

Si tu es entre deux eaux , la force centrifuge équilibre la poussée d' Archimède , donc tu ne ressens pas de force .
Par contre tu ressens une pression .

[daniel100]

Salut

Si tu es entre deux eaux , la force centrifuge équilibre la poussée d' Archimède , donc tu ne ressens pas de force .
Par contre tu ressens une pression .

Merci de nouveau pour ta réponse (allusion à mes poissons dans une autre section).

Mais alors quels sont les limites d’acc ?
A priori la pression sur l’organisme, on devrait donc pouvoir subir des acc très très importantes.

[Amanuensis]

C'est faux.

Et il y a une longue discussion sur le sujet il n'y a pas si longtemps (quelques semaines? mois?). Nul besoin de tout répéter...

[A voir en vidéo sur Futura]

[daniel100]

Question complémentaire, si je suis en tenu de plongé avec une bouteille très lourde dans le dos ; je suis toujours entre deux eaux car ma densité moyenne est égale au liquide.

J’aurais tendance à penser que je serais collé sur la paroi, la densité de l’équipement étant bien supérieure à mon organisme, mais pas sûr !?

EDIT: croisement avec Amanuensis

[daniel100]

C'est faux.

Et il y a une longue discussion sur le sujet il n'y a pas si longtemps (quelques semaines? mois?). Nul besoin de tout répéter...

Bonjour, je ne trouve pas, un lien peut-être, merci !

[Amanuensis]

http://forums.futura-sciences.com/ph...r-gravite.html

À partir message #16

[Amanuensis]

À relire la pas si ancienne discussion, plusieurs sujets sont discutés en parallèle, c'est assez le foutoir. Mais la question de l'accélération plongé dans un liquide est posée en #16 et est discutée dans différents messages ensuite, intercalés avec des messages sur d'autres sujets.

Malheureusement, il n'y a pas de synthèse, comme souvent dans des discussions de forum où certains défendent leurs points de vue sans chercher à construire un consensus (et vont ensuite intervenir dans des discussions ultérieures comme si la précédente était nulle et non advenue).

[daniel100]

http://forums.futura-sciences.com/ph...r-gravite.html

À partir message #16

Merci pour le lien !

Pas facile d’avoir une réponse précise.

Je vais donc reformuler :

Je suis à poils entre deux eaux et je subis une acc de 15g dans la centrifugeuse terrestre pendant 10 secondes. Quel est mon ressenti ?

A comparer avec un pilote de chasse capable de subir environ 10g (on ne va pas chipoter de + ou – 1g).

Question simple, tout à fait expérimentable !

[Gilgamesh]

Tu ressentiras simplement le différentiel de pression entre la partie supérieur de ton corps et tes pieds. Ce différentiel sera égal au produit du gradient d'accélération par ta hauteur, ce qu'il faut préciser.

[Amanuensis]

Je suis à poils entre deux eaux et je subis une acc de 15g dans la centrifugeuse terrestre pendant 10 secondes. Quel est mon ressenti ?

Faut distinguer les sensations "internes" et les sensations en surface.

Un point physique essentiel est que l'accélération propre est liée uniquement à la trajectoire (en 4D). La conséquence est que l'accélération propre est totalement indépendante de la pression et autres conditions locales.

Or les perceptions internes, en particulier celles de l'oreille interne, sont celles de l'accélération propre.

Première conclusion la sensation de pesanteur donnée par l'oreille interne n'est pas affectée par la pression. Deuxième conclusion, ce qu'il se passe en interne, les forces s'exerçant entre organes ne sont pas affectés directement par la pression, et cela inclut tous les dégâts éventuels causés par l'accélération propre. Il y a une limite maximale à l'accélération propre supportable pendant une durée donnée, à cause de ces dégâts.

Voyons en surface maintenant.

Une accélération propre correspond nécessairement à des forces de surface dans le contexte. Ces forces sont exprimables comme une pression en fonction du point de la surface (de la peau par exemple). La force totale (obtenue par intégration de la pression fois la normale à la surface) a une valeur imposée par l'accélération propre, mais la pression peut se distribuer de tas de manières différentes. Comme la résultante est non nulle, et d'autant plus grande que l'accélération propre est grande, il y a nécessairement des différence de pression, un différentiel dans l'axe de l'accélération. La question suivante est comment est distribué ce différentiel.

Si la pression varie très fortement localement des dégâts s'ensuivent ; un cas extrême est celui d'une balle de fusil : la force totale n'est pas très grande, mais elle est concentrée sur une très faible surface, ce qui fait des dégâts. (Ou encore, on ne peut pas beaucoup accélérer un corps humain en le poussant avec la pointe d'une épée.)

Si la pression varie de manière importante mais sans faire de dégâts directement, il y aura déformation de la surface, ce qui a des conséquences sur la circulation sanguine par exemple.

Une combinaison anti-G a pour effet de contrer ces déformations de surface, de garder la forme du corps à peu près constante, et ainsi mitiger les effets des différences de pression, en les distribuant.

En s'immergeant dans un liquide on distribue encore mieux les différences de pression sur la surface, cela permet de supporter une accélération un peu plus grande.

Les sensations de surface sont liées à la pression, et surtout aux variations de pression (l'expérience en plongée montre qu'on ne ressent pas la pression absolue). À force totale donnée (à accélération propre donnée) les sensations en surface seront d'autant plus faibles que les différences de pression sont mieux réparties, si la pression varie le long de la peau de manière "lisse". Et l'immersion a un effet de lissage.

Bref, à accélération propre donnée, les sensations internes ne sont pas affectées directement par l'immersion, elles le sont indirectement par les variations de pression en fonction du point sur la peau ; et les sensations de surface sont affectées bien plus par ces variations de pression que par la force totale elle-même. La pression moyenne n'a des effets qu'à des valeurs élevées, et ne peut que faire empirer les choses.

Le maximum supportable est extrêmement faible quand les effets de surface dominent (balle de fusil) ; il est bien plus élevé si on lisse les variations de pression, et est alors déterminé par les dégâts internes occasionnés directement par l'accélération propre en supposant le cas idéal d'une enveloppe (forme extérieure) invariante.

[daniel100]

Merci Amanuensis, très bonne surprise de découvrir ce matin ces explications parfaitement claires et précises.

Je souhaiterais, pour en finir sur ce sujet, vos avis sur ma question message #5 :

« Question complémentaire, si je suis en tenu de plongé avec une bouteille très lourde dans le dos ; je suis toujours entre deux eaux car ma densité moyenne est égale au liquide.

J’aurais tendance à penser que je serais collé sur la paroi, la densité de l’équipement étant bien supérieure à mon organisme, mais pas sûr !? »

Merci,

[Amanuensis]

A densité égale il n'y a pas de poussée d'Archimède. La valeur de l'accélération n'y change rien, que ce soit 1 g comme sur Terre ou 30 g, pareil.

Donc non, on n'est pas plus collé à la paroi qu'on est collé au fond de l'océan en plongée. (Heureusement...)

[La vision de l'effet de la pesanteur terrestre comme être poussé vers le haut est bien utile pour le qualitatif...]

Il y a un effet si on laisse tomber l'hypothèse d'un fluide non compressible, mais à vue de nez c'est négligeable pour l'eau et des pressions raisonnables dans le contexte.

[daniel100]

Comme c’est agréable d’avoir des réponses claires et précises sans interventions néfastes.

Cela étant dit, il est tout aussi agréable d’avoir des déclinaisons sur les questions initiales, et qui sont toujours très instructives.

[Amanuensis]

PS: L'accélération propre et l'accélération par rapport au fluide environnant sont distinctes. La poussée d'Archimède est liée à l'accélération relative au fluide (et donc aussi à la paroi).

Et une accélération propre constante n'est pas différente de la notion de pesanteur au sens commun (en en oubliant la cause). Au signe près. À la surface de la Terre parler de pesanteur de 1 g (vers le bas) ou d'accélération propre de 1 g (vers le haut), c'est strictement pareil. Ce qu'il se passe pour un plongeur dans l'océan sur Terre est qualitativement la même chose qu'une immersion dans un aquarium lui-même dans un véhicule accéléré.

La valeur de l'accélération propre affecte néanmoins plein de choses, en particulier l'effet d'une différence de masse volumique est proportionnel à la pesanteur (à l'accélération propre donc) (1); de même pour déplacer des objets lourds, faire des tractions, etc. (En plongée soulever un objet en fonte (i.e., de masse volumique très supérieure à celle de l'eau) à la main n'est guère plus aisé qu'en surface!)

(1) Et cela va jouer à l'intérieur du corps, la masse volumique variant d'un organe à un autre.

[Amanuensis]

ces explications parfaitement claires et précises.

C'est juste une synthèse de ce qui a déjà été exprimée dans l'autre discussion, tout le monde pouvait la faire. J'ai mis cette synthèse personnelle ici comme j'aurais pu la mettre ailleurs.

[daniel100]

... tout le monde pouvait la faire.

En tout cas, pas aussi clairement et synthétique !