équivalence force centrifuge et gravitationnelle

[invitecc43cae8]

Salut

A. Einstein a utilisé et approfondi cette expérience de pensée où il concevait un observateur enfermé dans une boîte qui était tractée dans l'espace et par une fusée. Il remarquait alors qu'aucune expérience n'aurait permis audit observateur de distinguer si l'accélération constatée dans la boîte avait pour origine un champ gravitationnel ou une accélération du type "communiquée par une fusée".
Strictement "aucun moyen", disait-il.
Une question que je me pose est celle de savoir si une accélération du type "communiquée par force centrifuge" pourrait être tout aussi indiscernable d'avec un champ gravitationnel.
J'ai d'abord pensé que la réponse était non et puisqu'il existe une expérience au moins qui permettrait à l'observateur dans sa boîte de se rendre compte qu'il tourne dans l'espace: il suffirait qu'il fasse tomber une masse quelconque du plafond de sa boîte et il s'apercevrait qu'elle ne tombe pas droit (ou alors de peser une masse au niveau du plafond et de comparer avec une pesée de la même masse au niveau du sol).
Cependant, il existe différents dispositifs permettant de simuler un champ gravitationnel avec une force centrifuge: on fait varier le rayon.
Hors, à accélération égale, plus le rayon est grand et plus la masse qu'il fait tomber du plafond semble tomber droit (de même, si le rayon est grand alors la pesée d'une masse au niveau du plafond comparée à la pesée de la même masse au niveau du sol de la boîte donnera un résultat plus proche).
Ainsi, il est amusant de dire que lorsque le rayon tend à l'infini alors la force centrifuge semble se confondre (pour ledit observateur) avec une force gravitationnelle.
Qu'en pensez-vous ?
ventout
P.S.: j'espère que cette "expérience de pensée" n'est pas interdite par la charte du forum.
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[deep_turtle]

En fait, dans l'énoncé du principe d'équivalence tel que proposé par Einstein, il y a un mot qu'on oublie souvent : "localement". Localement, on ne peut pas faire la différence entre un champ gravitationnel et une accélération par rapport à un observateur inertiel.

Dans le cas du seau qui tourne, le pauvre gars enfermé dans le seau n'aura en effret aucun moyen de savoir si son accélération est due à quelqu'un en train de bouger le seau ou une attraction gravitationnelle !!

Quand à ta masse qui tombe du plafond je ne comprends pas bien... il y a deux choses dans ton expérience, non ? Un seau qui tourne, plus un champ gravitationnel externe qui fait tomber la pierre ?

[invitecc43cae8]

Salut Deep,

On distingue trois cas: 1-accélération due à la gravité, 2-accélération rectiligne continue (fusée) et 3-accélération due à la force centrifuge
Dans le cas de la force centrifuge, il existe deux expériences qui permettent au gars dans sa boîte de savoir qu'il ne s'agit pas de gravitation ou d'accélération rectiligne continue: A-il pèse une masse au plafond et ensuite il pèse cette même masse au niveau du sol; s'il trouve une différence, cela ne peut s'expliquer que par une accélération de type "centrifuge" (car avec les deux autres accélérations, il trouverait la même mesure de poids au plafond et au sol) et B-lorsqu'il lâche une masse du plafond, si sa trajectoire n'est pas parfaitement rectiligne alors il saura qu'il tourne.
merci pour ta réponse,
A+
ventout

[Rincevent]

salut,

Une question que je me pose est celle de savoir si une accélération du type "communiquée par force centrifuge" pourrait être tout aussi indiscernable d'avec un champ gravitationnel.

le principe d'équivalence auquel tu fais référence dit qu'il existe toujours un champ de gravitation localement égal à toute accélération. Indépendamment de la source de l'accélération (fusée ou rotation). Donc la réponse à ta question est "oui" selon la relativité générale.

il suffirait qu'il fasse tomber une masse quelconque du plafond de sa boîte et il s'apercevrait qu'elle ne tombe pas droit (ou alors de peser une masse au niveau du plafond et de comparer avec une pesée de la même masse au niveau du sol).

pour discerner de tels effets il faut un domaine d'expérience suffisamment étendu. Les astronautes en orbite autour de la Terre vérifient quotidiennement l'équivalence.

Hors, à accélération égale, plus le rayon est grand et plus la masse qu'il fait tomber du plafond semble tomber droit

l'accélération est ce qui dicte le mouvement. Donc si elle est égale dans les deux situations, le mouvement est le même.

Ainsi, il est amusant de dire que lorsque le rayon tend à l'infini alors la force centrifuge semble se confondre (pour ledit observateur) avec une force gravitationnelle.

elle se confond toujours localement.

j'espère que cette "expérience de pensée" n'est pas interdite par la charte du forum.

aucune expérience de pensée n'est interdite par la charte. Ce qui est interdit c'est de prétendre révolutionner la physique en sortant une expérience et une interprétation exotique qui est personnelle et infondée. Note que je n'ai pas dit que c'est ce que tu avais fait ici ou ailleurs. J'explique juste le principe.



ps: doublé par deep....

[A voir en vidéo sur Futura]

[deep_turtle]

A- L'expérience de pesée ne permet pas de distniguer entre "force centrifuge" et "gravitation", car le champ de gravitation n'a aucune raison d'être homogène (le poids change avec l'altitude, sur Terre).

B- Pareil, la déviation par rapport à la ligne droite pourrait être due à un champ gravitationnel !!

PS : croisement avec Rincevent.

[Rincevent]

On distingue trois cas: 1-accélération due à la gravité, 2-accélération rectiligne continue (fusée) et 3-accélération due à la force centrifuge

cette distinction est artificielle : le deuxième cas est un cas particulier du troisième lorsque l'accélération est uniforme.

(car avec les deux autres accélérations, il trouverait la même mesure de poids au plafond et au sol)

faux : un champ de gravitation n'est jamais réellement uniforme. Tu ne pèses pas le même poids au bord de la mer et à la montagne... et c'est pas parce qu'à la mer tu te laisses aller et manges plein de crèmes glacées et autres trucs bien caloriques...

et B-lorsqu'il lâche une masse du plafond, si sa trajectoire n'est pas parfaitement rectiligne alors il saura qu'il tourne.

faux : si le champ de gravitation est engendré par un corps en rotation il y aura un effet magnétogravitationnel (connu sous le nom Lense-Thirring). Regarde le fil qui porte sur ce sujet...

ps: recroisement avec Deep
pps: il n'y aura plus de croisements, j'abandonne la course car ne faisais que passer en coup de vent...

[mariposa]

Une question que je me pose est celle de savoir si une accélération du type "communiquée par force centrifuge" pourrait être tout aussi indiscernable d'avec un champ gravitationnel.
.

il faudrait que tu précises mieux ton problème. J'attire l'attention sur le fait que:

1- Sur terre il y a 2 forces: La force d'origine gravitationnelle qui est centrale et la "force" centrifuge qui est perpendiculaire a l'axe de rotation de la Terre. Ces 2 forces ne sont pas colinéaires sauf a l'équateur.

2- Si maintenant tu rajoutes toi-même un mouvement par rapport a la terre autour d'un axe non colinéaire a la Terre, tu auras en plus une nouvelle force centrifuge avec en prime une "force" de Coriolis.

Il y a 4 forces qui ne sont pas collinéaires.

Pour ton information

mariposa

[invitecc43cae8]

Salut deep,

A- L'expérience de pesée ne permet pas de distniguer entre "force centrifuge" et "gravitation", car le champ de gravitation n'a aucune raison d'être homogène (le poids change avec l'altitude, sur Terre).
B- Pareil, la déviation par rapport à la ligne droite pourrait être due à un champ gravitationnel !!

Si je comprends bien, tu dis qu'Einstein s'est trompé lorsqu'il affirmait qu'il n'y existe aucune expérience permettant de distinguer entre accélération de gravité et rectiligne continue (fusée).
Car avec la fusée on mesurerait strictement le même poids au niveau du plafond et du sol... alors que, en effet, comme tu le fais remarquer très justement, il doit exister une différence infime avec un champ gravitationnele entre la mesure au plafond et au niveau du sol !!!!!!!!..........

Par contre je ne suis pas d'accord avec ta deuxième remarque sauf si l'on estime que la déviation de la trajectoire s'explique par le passage d'une masse énorme et à vitesse quasi luminique...

ventout

[invitecc43cae8]

Salut,

il faudrait que tu précises mieux ton problème.

En effet, je précise que ma question vise trois cas simples et bien distincts:
-accélération d'origine gravitationnelle seulement (sur planète sans rotation)
OU
-accélération rectiligne uniforme continue seulement (quelque part dans l'espace)
OU
-accélération d'origine centrifuge seulement (quelque part dans l'espace).
A+
ventout

[Rincevent]

Si je comprends bien,

tu comprends mal....

tu dis qu'Einstein s'est trompé lorsqu'il affirmait qu'il n'y existe aucune expérience permettant de distinguer entre accélération de gravité et rectiligne continue (fusée).

Einstein n'a dit ça que LOCALEMENT.

Par contre je ne suis pas d'accord avec ta deuxième remarque sauf si l'on estime que la déviation de la trajectoire s'explique par le passage d'une masse énorme et à vitesse quasi luminique...

pas besoin de ça : cf ce que j'ai dit sur l'effet Lense-Thirring.

cette fois je pars pour de bon

[mariposa]

Je vois que tu a faché Rincevent. Et je le comprends! tu commences toujours a envisagé des situations, éventuellement originales, mais tu fais toujours l'économie d'apprendre des choses simples, ce qui rend les discussions difficiles.

Avant de se démarquer d'Einstein il faut apprendre d'abord ce qu'il a fait. Et là il y du travail, car rien n'est simple.

A+

[invitecc43cae8]

Salut

cette distinction est artificielle : le deuxième cas (accélération rectiligne avec fusée) est un cas particulier du troisième (accélération due à force centrifuge) lorsque l'accélération est uniforme.

???????????
Comme je suis stupide et ignorant j'aimerais que l'on m'explique comment l'accélération rectiligne uniforme serait un cas particulier de la force centrifuge.
Merci pour votre aide.

Et je ne comprends pas non plus ce qu'il veut dire par "localement". Car je croyais que la boîte et l'observateur étaient justement "localement"... ??????????

Et pourquoi le monde il est méchant ???
Et pourquoi le monde il lit tout de travers ce que j'ai écrit???

Au secours
ventout

[mariposa]

Salut



Comme je suis stupide et ignorant j'aimerais que l'on m'explique comment l'accélération rectiligne uniforme serait un cas particulier de la force centrifuge.
Merci pour votre aide.

ventout

Rincevent s'est mélangé les pinceaux entre les points, il a voulu dire point 1 équivalent à point 2, cad gravité= accélération rectiligne uniforme.

Localement veut dire dans un petit voisinage (sous-entendu pour ne pas ressentir la courbure de l'espace)

[invitecc43cae8]

Rincevent s'est mélangé les pinceaux entre les points, il a voulu dire point 1 équivalent à point 2, cad gravité= accélération rectiligne uniforme.

Localement veut dire dans un petit voisinage (sous-entendu pour ne pas ressentir la courbure de l'espace)

Et donc ce que je dis dans mes messages est "faux" à cause de quoi ??? J'ai dit quoi qui contredise quoi ???
Qui sait lire ce que j'ai écrit ???

[mariposa]

Qui sait lire ce que j'ai écrit ???

Je fais de mon mieux, en ce qui me concerne.

[Rincevent]

Je vois que tu a faché Rincevent.

non, non, pas fâché moi

Rincevent s'est mélangé les pinceaux entre les points, il a voulu dire point 1 équivalent à point 2, cad gravité= accélération rectiligne uniforme.

non, non je voulais dire que l'accélération uniforme d'origine non-gravitationnelle est un cas particulier de l'accélération non-uniforme d'origine non-gravitationnelle.

Comme je suis stupide et ignorant j'aimerais que l'on m'explique comment l'accélération rectiligne uniforme serait un cas particulier de la force centrifuge.

si tu lis ce que j'ai écrit, tu verras que j'ai mis le mot "accélération" dans les deux trucs... c'est ça qui est important : que ce soit dû à une accélération de fusée ou à une accélération centrifuge, pour le principe d'équivalence, on s'en contrefiche... ce qu'il dit c'est que toute accélération imposée à un système est pour lui localement équivalente à l'existence d'un champ de gravitation.

je ne comprends pas non plus ce qu'il veut dire par "localement". Car je croyais que la boîte et l'observateur étaient justement "localement"... ??????????

bah si tu commences à comparer des choses qui ne sont pas exactement au même endroit (comme tu le fais dans tes expériences), tu compares des choses qui ne sont plus locales car elles ne sont plus au même endroit. Le principe d'équivalence n'est strictement valable qu'en un point donné. Si tu considères ce qui se passe dans un volume autour d'un point, dès que tu as un champ (de gravitation ou d'accélérations) inhomogène, tu te retrouves avec des effets de marées et là, bien souvent tu fais la différence entre accélération et gravitation car tu sais que la gravitation n'est pas homogène (alors que la fusée est associée à une accélération homogène). Mais quand tu as une accélération centrifuge, l'accélération est inhomogène tout comme le champ de gravitation donc les effets observables sont très similaires [mais pas rigoureusement identiques dès que tu raisonnes sur un milieu étendu (c'est-à-dire que tu fais des expériences de pensée non-locales)].

Et pourquoi le monde il lit tout de travers ce que j'ai écrit???

je crois plutôt que c'est toujours le même problème : tu utilises des mots techniques sans toujours connaître la signification habituellement reconnue de ces termes. La première chose pour discuter avec les gens, c'est d'adopter la même langue qu'eux... ou au moins une langue commune

[Rincevent]

Et donc ce que je dis dans mes messages est "faux" à cause de quoi ???

tu parles de ce qui se passe en des points différents : c'est non-local et ça sort du principe d'équivalence.

Qui sait lire ce que j'ai écrit ???

pas toi...

[mariposa]

non, non je voulais dire que l'accélération uniforme d'origine non-gravitationnelle est un cas particulier de l'accélération non-uniforme d'origine non-gravitationnelle.

Ah oui je comprends pourquoi, je ne comprenais pas. Tu as tout simplement écrit que 8 est un cas particulier des entiers naturels

C'est ça qui est important : que ce soit dû à une accélération de fusée ou à une accélération centrifuge, pour le principe d'équivalence, on s'en contrefiche... ce qu'il dit c'est que toute accélération imposée à un système est pour lui localement équivalente à l'existence d'un champ de gravitation.

Question: il est facile de transformer une accélération unforme en un champ de gravité, par contre je n'arrive pas a me representer "intuitivement" ce que serait une source de force centrifuge.

[invitecc43cae8]

Salut Rincevent,

Le principe d'équivalence auquel tu fais référence dit qu'il existe toujours un champ de gravitation localement égal à toute accélération. Indépendamment de la source de l'accélération (fusée ou rotation). Donc la réponse à ta question est "oui" selon la relativité générale.

Ce que je lis là au-dessus est censé être une réponse à mon message 1 et 3... ????????? C'est totalement dingue !!!

Ma question c'était ça:
lorsque tu es dans un boîte qui est accélérée de façon continue par une fusée... tu subis alors une accélération qui est comparable à celle qui est produite par un champ gravitationnel. Et ensuite je demande si dans le cas d'une rotation l'observateur dans la boîte aurait des moyens de savoir s'il tourne... Voilà ma question !!! Et tu me réponds précisément ceci:

Le principe d'équivalence auquel tu fais référence dit qu'il existe toujours un champ de gravitation localement égal à toute accélération. Indépendamment de la source de l'accélération (fusée ou rotation). Donc la réponse à ta question est "oui" selon la relativité générale.

Mais c'est totalement dingue !!!!!!!!
Et tout le reste est pareil !!!!!! Personne ne prend le temps de penser. Je suis chez les fous !!!!!!!!!!

[Rincevent]

Ah oui je comprends pourquoi, je ne comprenais pas. Tu as tout simplement écrit que 8 est un cas particulier des entiers naturels

exactement

par contre je n'arrive pas a me representer "intuitivement" ce que serait une source de force centrifuge.

je n'ai jamais regardé ce problème de près du point de vue équations et je sais même pas s'il a une solution (enfin, ce qui est certain c'est que la solution dans laquelle la vitesse angulaire est une constante n'est pas physique car elle s'assimile à un mouvement pour lequel la vitesse loin de l'axe de rotation devient supérieure à c).

je tente donc une réponse purement intuitive (et probablement fausse ) à la question : "comment générer un champ magnétogravitationnel qui ne soit pas en même temps staticogravitationnel" ? pour ça, faut commencer par une source "sans énergie" (ça commence mal) et avec une sorte de mouvement de rotation... donc têt si on imagine une sorte de vortex (étendu peut-être) composé de particules sans énergie mais avec un mouvement de rotation, alors peut-être qu'on s'en rapprocherait... m'enfin, là la modération aurait toutes les raisons de réagir alors je vais pas aller plus loin... mais quand j'aurai le temps j'essaierai de regarder ça d'un point de vue équations et te donnerai têt une réponse plus précise un jour...

à ventout: tu dis

Ma question c'était ça:
lorsque tu es dans un boîte qui est accélérée de façon continue par une fusée... tu subis alors une accélération qui est comparable à celle qui est produite par un champ gravitationnel. Et ensuite je demande si dans le cas d'une rotation l'observateur dans la boîte aurait des moyens de savoir s'il tourne... Voilà ma question !!!

pourtant voici ce que tu avais écrit

Une question que je me pose est celle de savoir si une accélération du type "communiquée par force centrifuge" pourrait être tout aussi indiscernable d'avec un champ gravitationnel.

donc si on oublie le fait que tu as changé la formulation de la question (la réponse à la première version était oui, celle à la deuxième est non), ma réponse reste la même car ce n'est pas la mienne mais celle de la théorie qui a passé tous les tests qu'on lui a imposés à ce jour :

Le principe d'équivalence auquel tu fais référence dit qu'il existe toujours un champ de gravitation localement égal à toute accélération. Indépendamment de la source de l'accélération (fusée ou rotation).

donc la réponse à ta question est "on ne peut pas discerner force centrifuge et force gravitationnelle LOCALEMENT selon la relativité générale".

donc tu as bien ta réponse : que ton accélération soit centrifuge ou schtroumphquifuge, la relativité générale s'en contrefout!!!!

[invitecc43cae8]

Réponse Rincevent

Sérieusement, tu te fous de moi ???
J'y crois pas !!!!

Comment tu comprends: """Une question que je me pose est celle de savoir si une accélération du type "communiquée par force centrifuge" pourrait être tout aussi indiscernable d'avec un champ gravitationnel."""" ?

Le gus dans sa boîte, est-ce qu'il peut faire une expérience qui lui permettra de savoir s'il tourne OUI ou NON. Pourra-t-il distinguer par son expérience interne à la boîte et sans voir ce qui se passe à l'extérieur s'il tourne ou si l'accélération qu'il ressent est gravitationnelle.
Tu sais pas lire ??????

[Rincevent]

Le gus dans sa boîte, est-ce qu'il peut faire une expérience qui lui permettra de savoir s'il tourne OUI ou NON.

NON

je l'ai déjà dit deux fois. Je ferme donc cette discussion qui n'est une fois de plus qu'un inutile monologue de ta part.