bac physique Aristote

[invite6754323456711]

pourrais-tu donner un exemple concret pour illustrer cela ?

S'intéresser à l'histoire des sciences et tout particulièrement à l'évolution de compréhension de certain concept physique fondamentaux comme par exemple la masse, l'inertie ...

Je te répondrais bien quelques banalités du style :
- l'expérimentation
- la reproductibilité
- la prédictivité de certaines théories

Qui a t-il de nouveau ?

mais comme je suppose que tu es déjà parfaitement au courant de tout cela, j'en conclus que ton affirmation va au delà et donc que je ne la saisis pas complètement.

Des interrogations plus que des certitudes.

Patrick
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[phuphus]

j'ai pourtant l'impression qu'on peut. Une fois qu'on a considéré que le gros boulet entrainait le petit et tendait la corde, on a un ensemble solidaire dont le poids est supérieur à celui du gros boulet et devrait tomber encore plus vite. Et du coup on peut se poser la question "est-ce que le petit boulet ralenti ou accélère la chute du gros?"

m@ch3

S'il faut une différence de vitesse pour coupler l'ensemble, alors ça ne peut pas aller :
- on suppose que le petit boulet va moins vite, et que cela tend la corde
- une fois la corde tendue, l'ensemble est soi-disant couplé et devient un tout cohérent, qui tombe plus vite. Autre manière de le dire : dès que la corde est tendue tous les points de l'objet se mettent à tomber à la même vitesse. Cela détend forcément la corde
- si la corde se détend, le petit boulet se remet à tomber moins vite
- etc.

Tu peux remplacer la corde par une barre rigide.

Ou alors je ne vois pas ce qui empêche de considérer l'ensemble boulets + corde comme un seul objet étant donné que quel que soit le lien entre les deux, il y a toute la gamme possible des rigidités, des flexibilités, etc... Ou se situerait la limite entre "deux objets" et "un objet" ?, Il y aurait (du point de vue d'Aristote évidemment) une transition réguilère ? Un changement brutal ?

Remplacer la corde par une barre rigide n'est pas si simple que cela. Un exemple bête : entre un bâton équipé de deux boulets aux extrémités et une corde ayant ces mêmes boulets, la manipulation n'est pas du tout la même.
En effet, le fait de pouvoir considérer l'ensemble comme un seul et même objet est bien une histoire de rigidité, mais pas seulement. La masse des deux boulets entre en jeu.
Supposons que la barre est un ressort. Si l'ensemble des efforts considérés dans notre problème ne va pas au delà de la fréquence propre de l'ensemble boulets + ressorts, alors je suis d'accord pour dire que l'on peut considérer cet ensemble comme un seul et même objet. Un peu au delà de cette fréquence, toute sollicitation appliquée sur un boulet ne "verra" pas le deuxième boulet.
Par contre, on ne peut pas considérer qu'entre la corde et la barre infiniment rigide il y a toute une gamme de rigidités. En effet, une barre (assimilable à un ressort), transmet les efforts à la fois en traction, compression, torsion, flexion, cisaillement. La corde ne transmet qu'en traction (et peut-être un peu en torsion), et à ce titre ne peut pas coupler les deux boulets.

Dans tous les cas, il y a un moyen plus simple de prouver que l'expérience de pensée de la tour de Pise ne tient pas debout. Cette expérience de pensée est censée prouver que deux objets de masses différentes ne peuvent pas tomber à des vitesses différentes. Il suffit donc de trouver un contre-exemple pour infirmer tout cela, et ce contre-exemple a déjà été cité :

j'espère que l'on est d'accord que des vitesses de chutes égales ne sont atteintes que dans le cas d'une chute dans le vide. Parce que dans la vie de tous les jours, à géométrie égale, un objet plus lourd tombe effectivement plus vite.

ma=mg+f(v,S), donc a=g+f(v,S)/m

Où f(v,S) représente la force de résistance de l'air, fonction de la vitesse du mobile (v) et de la géométrie du même mobile (que j'ai résumé par S. Donc on voit que même à géométrie égale, l'équation du mouvement du mobile fait intervenir la masse de l'objet.

Prenons deux objets de même taille/géométrie. La résistance à l'air F (constante pour simplifier et incluant la poussée d'Archimède). Et les masses M1 et M2.

La force totale (vers le bas) sera M1g-F et M2g-F.

L'accélération sera donc :

g-F/M1 et g-F/M2

Si M2 est plus lourd il tombera plus vite.

Pour des objets assez denses et des géométries compactes la différence sera bien sûr faible.

Le poids et la poussée d’Archimède dépendent du volume alors que les frottements dépendent de la surface. Si je considère un boulet de rayon 10 fois supérieur à un autre, sa surface sera 100 fois plus grande et son volume 1000 fois plus grand. Le poids et la poussée d'Archimède auront de plus en plus d'importance par rapport au forces de frottement à mesure qu'on augmente la taille du boulet. On abouti donc à une vitesse de chute qui augmente avec la taille du boulet, à géométrie égale (c'est d'ailleurs un des aspects abordés dans l'exercice du bac).

[mach3]

S'il faut une différence de vitesse pour coupler l'ensemble, alors ça ne peut pas aller :
- on suppose que le petit boulet va moins vite, et que cela tend la corde
- une fois la corde tendue, l'ensemble est soi-disant couplé et devient un tout cohérent, qui tombe plus vite. Autre manière de le dire : dès que la corde est tendue tous les points de l'objet se mettent à tomber à la même vitesse. Cela détend forcément la corde
- si la corde se détend, le petit boulet se remet à tomber moins vite
- etc.

c'est à peu près le genre de défense auquel j'aurais pu m'attendre de la part d'Aristote sur cette objection.

Supposons que la barre est un ressort. Si l'ensemble des efforts considérés dans notre problème ne va pas au delà de la fréquence propre de l'ensemble boulets + ressorts, alors je suis d'accord pour dire que l'on peut considérer cet ensemble comme un seul et même objet. Un peu au delà de cette fréquence, toute sollicitation appliquée sur un boulet ne "verra" pas le deuxième boulet.

La par contre je suis déçu, à l'époque d'Aristote les phénomènes périodiques n'étaient pas reconnus comme tel (un pendule n'étant un mouvement oscillant mais une chute entravée) et se servir d'arguments "modernes" (fréquence propre...) pour défendre sa théorie antique me semble un quelque peu inconsistant en soit.

Dans tous les cas, il y a un moyen plus simple de prouver que l'expérience de pensée de la tour de Pise ne tient pas debout. Cette expérience de pensée est censée prouver que deux objets de masses différentes ne peuvent pas tomber à des vitesses différentes. Il suffit donc de trouver un contre-exemple pour infirmer tout cela

Justement Galilée n'utilise pas cette expérience pour prouver que les boulets tombent en même temps, car il sait bien que ce n'est pas le cas, c'est écrit noir sur blanc dans le texte. La différence est au niveau quantitatif, Aristote prédit que quand le gros boulet aura parcouru 100 coudée, le petit boulet, 100 fois plus léger, en aura parcouru seulement 1. Ce qui fait une distance entre les 2 boulets de 99 coudées à ce moment là. Galilée, lui, prédit que cette distance sera de "deux doigts".

m@ch3

[phuphus]

La par contre je suis déçu, à l'époque d'Aristote les phénomènes périodiques n'étaient pas reconnus comme tel (un pendule n'étant un mouvement oscillant mais une chute entravée) et se servir d'arguments "modernes" (fréquence propre...) pour défendre sa théorie antique me semble un quelque peu inconsistant en soit.

Je ne pense pas que nous ne parlions de la même chose depuis le début.
Je ne me replace pas dans une démarche historique, je dis juste que l'exemple des deux boulets attachés par une corde, présenté certes historiquement par Galilée comme une expérience de pensée, est irrecevable. Il faut bien distinguer deux choses :
- l'expérience de pensée de la tour de Pise, censée démontrer que les corps chutent tous à la même vitesse, et certainement motivée par les constats de Galilée sur des pendules
- l'expérience réelle (éventuellement "de la tour de Pise"), ultérieure à l'expérience de pensée, lors de laquelle Galilée aurait constaté qu'effectivement le boulet le plus lourd chute plus vite, mais loin des ordres de grandeur proposés par Aristote

Mais peut-être que lors de ta première intervention citant l'expérience de pensée de la tour de Pise tu te plaçais uniquement dans le contexte d'Aristote. Auquel cas notre discussion s'arrête à ce que tu as dit précédemment : "c'est à peu près le genre de défense auquel j'aurais pu m'attendre de la part d'Aristote sur cette objection". Et auquel cas je serais bien incapable de défendre le point de vue d'Aristote puisqu'en effet, à l'époque, il n'avait certainement pas tous les outils théoriques nécessaires pour faire la part des choses entre deux boulets couplés ou deux boulets découplés : il serait donc encore parti sur des à-priori pour réfuter toute objection à ses théories.

Justement Galilée n'utilise pas cette expérience pour prouver que les boulets tombent en même temps, car il sait bien que ce n'est pas le cas, c'est écrit noir sur blanc dans le texte. La différence est au niveau quantitatif, Aristote prédit que quand le gros boulet aura parcouru 100 coudée, le petit boulet, 100 fois plus léger, en aura parcouru seulement 1. Ce qui fait une distance entre les 2 boulets de 99 coudées à ce moment là. Galilée, lui, prédit que cette distance sera de "deux doigts".

m@ch3

Pour plus de détails, voir éventuellement la distinction entre l'expérience de pensée de la tour de Pise et l'expérience réelle avec chute de boulets :
http://www.cosmovisions.com/Galilee.htm
Peut-être que quelqu'un en connaît beaucoup plus de moi sur le sujet, ou peut-être un possesseur de l'ouvrage cité sur Cosmovisions (Alexandre Koyré, Etudes d'histoire de la pensée scientifique, Gallimard, 1966) pourrait nous en dire plus ?

[Xoxopixo]

Justement Galilée n'utilise pas cette expérience pour prouver que les boulets tombent en même temps, car il sait bien que ce n'est pas le cas, c'est écrit noir sur blanc dans le texte. La différence est au niveau quantitatif, Aristote prédit que quand le gros boulet aura parcouru 100 coudée, le petit boulet, 100 fois plus léger, en aura parcouru seulement 1. Ce qui fait une distance entre les 2 boulets de 99 coudées à ce moment là. Galilée, lui, prédit que cette distance sera de "deux doigts".

Quelque part l'affirmation d'Aristote m'interpelle.
Est-il concevable qu'il ait pu se tromper à ce point ?
Les "évidences" etaient pourtant aussi présentes à son époque qu'à la notre.

Je pense qu'il etait taquin et n'avait pas peur d'énoncer une chose contraire à l'évidence, pour peu qu'il ait des argument plus fondamentaux.

Faire une erreur de 99 coudées sur 100, ça me semble un peu gros.
Ou alors il etait idiot.
Chacun peut le comprendre à sa facon finalement.
Ca reste un avis personnel, mais comme énnoncé plus haut, je tenais à prendre la défense d'Aristote. (je dois être le seul je pense )

Je ne sais pas mais j'en doute. Je sais que cette objection a été utilisée par Galilée, mais j'ignore si c'est le premier à l'avoir faite. Mais il est à noter qu'il est plus facile de mettre en évidence les quelques incohérences d'un système de pensée lorsque l'on est déjà convaincu de sa fausseté.

Sinon pour en revenir aux boulets et la corde, voici un exposé d'Etienne Klein concernant justement la masse, dans lequel il explique cette experience de pensée, qui est donc imputable à Galilée.

Galilée montre un paradoxe, il en déduit l'universalité de la chute libre.
(tous les objets, quelle que soit leur masse tombent à la même vitesse)

http://www.youtube.com/watch?v=y3y1W...eature=related