équivalence force centrifuge et gravitationnelle

[ventout]

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.

[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 ?

[ventout]

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....

[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

[ventout]

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

[ventout]

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+

[ventout]

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)

[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)

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.