La mouche dans un bocal !

[invite234d9cdb]

Bonsoir à tous !

Voici une question qui a priori parait élémentaire mais qui ne l'est pas tant que ça :

On enferme une mouche dans un bocal, le bocal étant fermé.
On met l'ensemble sur une balance : la balance indique le poids de la mouche qui s'est posée sur la paroi et du bocal.
Maintenant la mouche décolle et tourne en rond dans le bocal (on le suppose assez grand pour ça ).
Qu'indique la balance ?

Si vous me répondez : "le poids du bocal", vous sous-entendez donc que la mouche quand elle vole n'a plus de poids... Bizarre...
Si vous me répondez "Rien ne va changer", alors je vous pose une question : pourquoi une balance n'accuse aucune variation de poids si un avion passe au-dessus ?

[invite21348749873]

l'indication ne change pas , c'est: poids du bocal +réaction du bocal à la poussée de la mouche qui est égale à son poids.

[yat]

Voilà une question qui a été débattue plusieurs fois sur ce forum (Je pense en particulier à un fil fleuve assez récent).

Pour moi c'est dramatiquement clair : le bocal contenant la mouche pèse toujours le même poids à l'équilibre, quels que soient les mouvements internes.

Pour l'avion qui passe au dessus, pour considérer un système fermé, il faut étendre le problème à toute l'atmosphère. La poussée vers le bas infligée à l'air par l'avion peut donc se répartir sur une surface très grande, surtout s'il est très haut. Il est donc normal que la balance ne réagisse pas.

[invitea160021e]

YAT a parfaitement raison,
Equilibre énergétique avant tout...
Snadol

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8915d466]

Bon ça prend la tête ce problème ! pas eu le temps de tout éplucher en détail, mais je pense être d'accord avec Mmy.

a) tout déplacement du sablier de masse M correspond à un déplacement en sens inverse de l'eau. Si le sablier a une vitesse v, sa q.m. est Mv et celle de l'eau -Me v ou Me est la masse de l'eau déplacée par le sablier. L'ensemble (sablier +eau) se comporte comme un objet de masse (M-Me) (eventuellement négative, c'est le cas lorsque M<Me, objet moins dense que l'eau).

b) pour simplifier le sablier, si on imagine une trappe qui s'ouvre et laisse échapper un seul grain de sable de masse m, celui-ci prend une impulsion mgt . on a alors M-Me = -m, et bizarrement l'impulsion du sablier + eau est aussi vers le bas puisque le sablier remonte ! le sablier prend une impulsion vers le haut mais l'eau a une impulsion plus grande vers le bas.

c) encore plus bizarrement, au moment du choc du grain sur le fond, il semblerait que l'impulsion finale doive s'annuler puisqu'on a nouveau M=Me , alors que l'impulsion nette (grain +sablier+eau) etait vers le bas juste avant le choc ! le choc ne conserve pas l'impulsion ! elle doit être transmise effectivement par l'eau au fond du récipient jusqu'a la Terre, considérée de masse infinie. En fait c'est comme un choc inélastique d'une particule heurtant le sol.

Du coup la conservation de l'impulsion n'est pas applicable, ça ne nous aide pas plus que la conservation de l'énergie on dirait que le sablier peut finir avec n'importe quelle vitesse compatible avec la conservation de l'énergie, le reste étant transformé en chaleur...

[invite8915d466]

avait pas vu le post de Zoup, ça n'a pas l'air très cohérent avec ce que je dis, d'ou vient le facteur 1/2 ?

[zoup1]

avait pas vu le post de Zoup, ça n'a pas l'air très cohérent avec ce que je dis, d'ou vient le facteur 1/2 ?

C'est le résultat d'un calcul qui n'est pas vraiment très simple...

[invité576543]

avait pas vu le post de Zoup, ça n'a pas l'air très cohérent avec ce que je dis, d'ou vient le facteur 1/2 ?

Bonjour,

Je ne pense pas qu'il y ait incohérence. Simplement l'inertie ajoutée dépend de la forme de l'objet.

Je pense que le facteur 1/2 est spécifique à la sphère, d'autres formes donneraient d'autres valeurs.

Cordialement,

[invite7ce6aa19]

Bon ça prend la tête ce problème ! pas eu le temps de tout éplucher en détail, mais je pense être d'accord avec Mmy.
a) tout déplacement du sablier de masse M correspond à un déplacement en sens inverse de l'eau. Si le sablier a une vitesse v, sa q.m. est Mv et celle de l'eau -Me v ou Me est la masse de l'eau déplacée par le sablier. L'ensemble (sablier +eau) se comporte comme un objet de masse (M-Me) (eventuellement négative, c'est le cas lorsque M<Me, objet moins dense que l'eau).
b) pour simplifier le sablier, si on imagine une trappe qui s'ouvre et laisse échapper un seul grain de sable de masse m, celui-ci prend une impulsion mgt . on a alors M-Me = -m, et bizarrement l'impulsion du sablier + eau est aussi vers le bas puisque le sablier remonte ! le sablier prend une impulsion vers le haut mais l'eau a une impulsion plus grande vers le bas.
c) encore plus bizarrement, au moment du choc du grain sur le fond, il semblerait que l'impulsion finale doive s'annuler puisqu'on a nouveau M=Me , alors que l'impulsion nette (grain +sablier+eau) etait vers le bas juste avant le choc ! le choc ne conserve pas l'impulsion ! elle doit être transmise effectivement par l'eau au fond du récipient jusqu'a la Terre, considérée de masse infinie. En fait c'est comme un choc inélastique d'une particule heurtant le sol.

Tout ça est juste mais il faut écrire des équations et les résoudre. tout a été complétement modéliser et calculé dans mes post précédents

Du coup la conservation de l'impulsion n'est pas applicable, ça ne nous aide pas plus que la conservation de l'énergie on dirait que le sablier peut finir avec n'importe quelle vitesse compatible avec la conservation de l'énergie, le reste étant transformé en chaleur...

.
Le principe de la conservation de la quantité de mouvement est incontournable. Si on ne comprend pas comment est distribué à tout moment la quantité de mouvement cela signifie que l'on ne comprend pas la physique du Pb. La distribution de la quantité de mouvement a été explicité dans un post tout récent.
..
Le principe de conservation de l'énergie est indispensable à comprendre la partition de l'énergie potentielle initiale entre la dissipation par chocs des grains dans la partie inférieure et ce qui est dissipée. tout ceci a été calculé dans mes post précédents.
..
Voir mon équation d'évolution générale dans un post précédent.
.
En attendant de te lire.

[invite234d9cdb]

Lol moi très content
Physiciens et chimistes ont débattu sur le temps de midi comme des acharnés sur le sujet vendredi dernier.

Et je suis dans le bon camp d'après vos réponses mdr.

Plus sérieusement, quand un avion passe au dessus de nous, nous en supportons le poids, mais qui va se répartir sur une grande surface. Comment piuvons nous calculer ceci ?


Autre question : si je saute au dessus de mon ami, il sentira mon poids ? (J'ai déjà ma petite idée sur la réponse et le pourquoi de la réponse mais je ne dirai rien pour être sur de pas influencer )

[invite5105a11a]

D'apres moi le poids de la mouche ne sera plus indiqué sur la balance.

Car en fait le poids c'est m*a, or la mouche vole et supposons qu'elle lévite. Dans ce cas elle n'a pas d'acceleration.

Il faut bien savoir que pour pouvoir parler d'un poids (effectif), il faut que l'objet soit soutenu. C'est d'ailleurs ça qu'indique la balance, notamment la force qu'elle doit exercée pour soutenir l'objet ou la personne.

C'est pour ça que je pense qu'une personne en chute libre n'a pas de poid (effectif) (bien qu'elle aura toujours une masse)

[zoup1]

D'apres moi le poids de la mouche ne sera plus indiqué sur la balance.

Car en fait le poids c'est m*a, or la mouche vole et supposons qu'elle lévite. Dans ce cas elle n'a pas d'acceleration.

Il faut bien savoir que pour pouvoir parler d'un poids (effectif), il faut que l'objet soit soutenu. C'est d'ailleurs ça qu'indique la balance, notamment la force qu'elle doit exercée pour soutenir l'objet ou la personne.

C'est pour ça que je pense qu'une personne en chute libre n'a pas de poid (effectif) (bien qu'elle aura toujours une masse)

La lévitation de la mouche n'est pas une opération du saint esprit, mais pour le faire elle prend appuye sur l'air (elle accèlère des masses d'air vers le bas si tu prèféres).

[invite5105a11a]

Peut-être, mais ces petits "courants d'air" ne seraient pratiquement pas mesurable sure une balance. (Sauf s'il existe des balances qui puissent mesurer des fluctuations à l'échelle quantique.....)

[inviteba0a4d6e]

Peut-être, mais ces petits "courants d'air" ne seraient pratiquement pas mesurable sure une balance. (Sauf s'il existe des balances qui puissent mesurer des fluctuations à l'échelle quantique.....)

Des balances très précises (sans avoir recours à un quelconque système de mesure 'quantique') existent, et pourraient non seulement mesurer l'influence de la mouche dans le bocal, mais également mesurer l'influence d'un pet de mouche...

[inviteba0a4d6e]

D'apres moi le poids de la mouche ne sera plus indiqué sur la balance.

Car en fait le poids c'est m*a, or la mouche vole et supposons qu'elle lévite. Dans ce cas elle n'a pas d'acceleration.

Il faut bien savoir que pour pouvoir parler d'un poids (effectif), il faut que l'objet soit soutenu. C'est d'ailleurs ça qu'indique la balance, notamment la force qu'elle doit exercée pour soutenir l'objet ou la personne.

C'est pour ça que je pense qu'une personne en chute libre n'a pas de poid (effectif) (bien qu'elle aura toujours une masse)

Les mouvements des ailes de la mouche entraînent une influence sur la balance... Donc, les mouvements du fluide aérien est réparti sur toutes les parois à l'intérieur du bocal, et la balance prendra en considération ces 'turbulences'.

Parcontre, en supposant que l'on ôte le couvercle, l'air qui s'échappe par le haut diminuera (~) de moitié l'influence des mouvements...

On pourrait négliger la présence de la mouche par rapport à la balance si celle-ci se met à faire de la chute libre au sein du bocal...

[invite5105a11a]

Oui, mais si le bocal a un diamètre de par exemple 200 mètres?

[zoup1]

Oui, mais si le bocal a un diamètre de par exemple 200 mètres?

La taille du bocal n'a pas grande importance...

Par contre, je ne suis pas tout à fait d'accord avec le moitié de KarmaStuff, je ne vois pas bien pourquoi l'influence serait diminuée moitié... Je suis tout à fait d'accord pour dire que si le bocal est ouvert, on a plus un système fermé et du coup il n'y a plus de raison pour que l'on retrouve à l'identique le poid de la mouche sur la balance, mais je ne saurais pas quantifier l'effet sauf en étant amené à faire l'hydrodynamique du gaz dans le bocal et à l'extérieur ce qui je le sens bien n'est pas à la portée de mes méninges...

[inviteba0a4d6e]

La taille du bocal n'a pas grande importance...

Par contre, je ne suis pas tout à fait d'accord avec le moitié de KarmaStuff, je ne vois pas bien pourquoi l'influence serait diminuée moitié... Je suis tout à fait d'accord pour dire que si le bocal est ouvert, on a plus un système fermé et du coup il n'y a plus de raison pour que l'on retrouve à l'identique le poid de la mouche sur la balance, mais je ne saurais pas quantifier l'effet sauf en étant amené à faire l'hydrodynamique du gaz dans le bocal et à l'extérieur ce qui je le sens bien n'est pas à la portée de mes méninges...

En supposant que les mouvements des ailes vont de haut en bas, et que la répartition des mouvements aériens se répartissent sur toute la surface intérieure du bocal, au pifomètre, on peut déduire que la partie précédemment close, et à présent ouverte, laisse s'échapper la moitié des turbulences...

Précédemment, une partie des turbulences 'rebondissait' sur le couvercle, puis 'glissait' sur les parois, pour revenir vers le bas du bocal, et vice versa pour les turbulences 'rebondissant' en premier sur le bas et ainsi de suite...

Si une partie des turbulences ne peut plus 'rebondir' sur le couvercle, le cycle est 'brisé'... Enfin, j'admets désirer obtenir une réponse bien plus... scientifique. L'intuition n'est pas toujours la meilleure alliée afin d'aboutir à une solution absolue...

[inviteba0a4d6e]

Oui, mais si le bocal a un diam&#232;tre de par exemple 200 m&#232;tres?

Il y aura toujours de l'influence, mais beaucoup plus n&#233;gligeable, et plus difficilement mesurable...

Maintenant, si l'on fait l'exp&#233;rience avec 1 million de mouches dans ton bocal de 200 m (de diam&#232;tre ?), la mesure devient plus ais&#233;e...

[invite5105a11a]

Si nous sortions donc du bocale, la mouche peut donc voler librement dans l'air.

En fait cette mouche n'a pas de poids effectif puisqu'on peut pas la pesée. De même avec les objets qui sont en chute libre , non?

[inviteba0a4d6e]

Si nous sortions donc du bocale, la mouche peut donc voler librement dans l'air.

En fait cette mouche n'a pas de poids effectif puisqu'on peut pas la pesée. De même avec les objets qui sont en chute libre , non?

Si elle cesse de battre des ailes, elle subira la gravitation comme toi sur ton siège actuellement... C'est comme lorsque nous marchons, nous sommes sans cesse en chute libre, en train de tomber, et le sol nous 'retient'...

[zoup1]

Si nous sortions donc du bocale, la mouche peut donc voler librement dans l'air.

En fait cette mouche n'a pas de poids effectif puisqu'on peut pas la pesée. De même avec les objets qui sont en chute libre , non?

C'est deux cas sont très différents justement, le poids effectif n'a rien à voir avec le fait qu'on puisse le mesurer ou pas !!!! d'ailleurs, tu vois bien que tu peux le mesurer, il suffit de mettre le mouche dans un bocal fermé...

Le poids effectif est simplement le produit de la masse par le champ d'attraction locale en l'occurence g-a (accélaration de la pesanteur - accélération de l'objet).

[invite687e0d2b]

Il y aura toujours de l'influence, mais beaucoup plus négligeable, et plus difficilement mesurable...

moi je pense que si le bocal est parfaitement fermé, son poids + celui de la mouche(quelque soit son mouvement) ne change pas. et celà même si le bocal est très grand, car l'influence de la mouche qui est dirigé vers le bas est toujours être égale à son poids. si son influence est encore plus réaprti elle doit fournir encore plus d'énergie pour que celle qui est dirigée vers le bas reste égale à son poids.
tout çà n'est valable que pour un système fermé. c'est pour çà qu'il n'y a pas le même effet avec un avion.
voilà ce que je pense

[invitef2ea68d7]

puis-je poser une question bête: quelqu'un a -t-il fait l'expérience?

[invité576543]

Bonjour,

Difficile de faire une expérience avec une mouche. Une expérience très facile, identique pour moi (mais d'autre ne le verront pas du même oeil) est de mettre 200 g de sel au fond d'un bocal plein d'eau, et de vérifier que le poids au début (le sel reposant au fond) reste inchangé quand le sel est totalement dissous (il "vole" dans l'eau!).

Il y a des tas de variantes à ce type d'expérience, une fois que l'on accepte l'eau comme un fluide aussi valable que l'air...

Cordialement,

[invite6c250b59]

Si la mouche s'envole, la balance va marquer une augmentation du poids.

[invite6c250b59]

EDIT

... et si apr&#232;s elle fait du surplace, &#231;a va revenir &#224; la normale

... et si elle fait une chute libre, &#231;a va marquer une diminution

... jusqu'&#224; &#233;clatement de la mouche par terre (retour &#224; la normale)

[invité576543]

Si la mouche s'envole, la balance va marquer une augmentation du poids.

Uniquement pendant la phase de d&#233;collage. L'un des probl&#232;mes ici est de bien distinguer les phases dynamiques (quelque chose acc&#233;l&#232;re) et les phases statiques (aucune acc&#233;l&#233;ration). Le poids est influenc&#233; par les acc&#233;l&#233;rations!

Ce qui rend le cas de la mouche pas totalement satisfaisant, puisque les ailes pr&#233;senteront une acc&#233;l&#233;ration, ainsi que tout mouvement de rotation de l'air...

Un meilleur cas demanderait une sustentation sans aucun mouvement alternatif ou tournant...

Cordialement,

EDIT: Croisement avec message pr&#233;c&#233;dent

[zoup1]

Bonjour,

Difficile de faire une expérience avec une mouche. Une expérience très facile, identique pour moi (mais d'autre ne le verront pas du même oeil) est de mettre 200 g de sel au fond d'un bocal plein d'eau, et de vérifier que le poids au début (le sel reposant au fond) reste inchangé quand le sel est totalement dissous (il "vole" dans l'eau!).

Il y a des tas de variantes à ce type d'expérience, une fois que l'on accepte l'eau comme un fluide aussi valable que l'air...

Cordialement,

Bien sur, tu as raison ces 2 expériences sont identiques, mais je pense que l'on peut voir cette identité que si on est auparavant près à admettre que l'indication de la balance ne change pas.

[inviteba0a4d6e]

moi je pense que si le bocal est parfaitement ferm&#233;, son poids + celui de la mouche(quelque soit son mouvement) ne change pas. et cel&#224; m&#234;me si le bocal est tr&#232;s grand, car l'influence de la mouche qui est dirig&#233; vers le bas est toujours &#234;tre &#233;gale &#224; son poids. si son influence est encore plus r&#233;aprti elle doit fournir encore plus d'&#233;nergie pour que celle qui est dirig&#233;e vers le bas reste &#233;gale &#224; son poids.
tout &#231;&#224; n'est valable que pour un syst&#232;me ferm&#233;. c'est pour &#231;&#224; qu'il n'y a pas le m&#234;me effet avec un avion.
voil&#224; ce que je pense

Je ne dis pas que les turbulences dues aux battements d'ailes de la mouche n'auront aucune influence sur le 'bocal g&#233;ant' (et sur le poids mesur&#233, mais la mesure pour un bocal de 20 m de diam&#232;tre, disons donc un bocal de plusieurs tonnes, sera d'autant plus difficile &#224; effectuer avec une balance supportant le-dit bocal...

Maintenant, imaginons un bocal cubique de 10 km de c&#244;t&#233; (pour exag&#233;rer), et une balance hyper pr&#233;cise capable de le supporter...

Je pense que les turbulences sur la balance ne se ressentiront qu'&#224; partir d'un certain moment, et pas d&#232;s la fermeture du couvercle (nouveau syst&#232;me ferm&#233...
Les pressions exerc&#233;es sur l'air par la mouche autour d'elle ne vont pas faire pression sur les parois tout de suite... Il faudra un certain temps pour que l'influence de l'animal soit mesur&#233;e sur la balance...

Comme une mouche qui se d&#233;bat dans un &#233;tang... Les ondes qu'elle provoque &#224; la surface de l'eau ne parviendront jusqu'aux rives qu'apr&#232;s un certain laps de temps...