Comprendre la formule F= M*a

[stefjm]

Ce n'est pas dans Newton que tu pourras le faire. Pour ça, il faut que tu potasses les phénomènes physiques à l'origine (cause) de ces forces. Ce qui inclut une bonne partie de la physique, dont l'électrodynamique quantique pour la plupart des forces (pas toute évidemment) puisque la cause des forces est presque toujours au niveau microscopique (*), ce que la mécanique classique gomme totalement. Là tu peux exprimer cela mathématiquement.

(*) EXIT : raison pour laquelle la notion de force disparait presque toujours. Elle devient inutile. Mais on sait y revenir sans grande difficulté si on le souhaite, même dans ces domaines.

Je reformule ce que j'ai compris :
La physique de Newton ne permet pas de discriminer la causalité entre force et accélération.
Il est donc normal de laisser ouvert les deux sens possibles quand on fait de la physique de Newton.

Réponse pas sérieuse : reste plus qu'à fabriquer la machine à aller dans le temps
Réponse sérieuse : c'est bien pour cela que je parlais de cause directe et que je citais l'exemple du fermier, non Stef, jamais je n'accepterai que le fermier soit la cause de la gravité même si tu me mets ça sous forme d'une rétroaction. Etant donné que tout est en interaction avec tout dans tous les coins à tout moment, par des chocs, la gravité, etc..., il n'y a que ça dans la nature : des rétroactions, sans distinguer les causes directes, il n'y a plus aucun sens à parler de causalité.

Je ne suis pas prêt à abandonner la notion de causalité sous prétexte de l'existence des rétocations. EDIT : rétroactions, pas rétrocations, bien sûr

Mais il n'y a pas besoin d'abandonner la causalité locale sous prétexte que chaque signal est à la fois cause et conséquence au global.
Le physicien s'ingénie à ouvrir la boucle pour avoir un minimum de rétroaction sur ce qu'il étudie, ce qui est bien normal. (Ce que tu appelles cause directe)

Ca pose parfois des soucis avec les lois d'induction du genre fem=dphi/dt. (le pendant du F=m.dv/dt)
Vu que c'est la même relation mathématique, il est normal que la causalité soit la même.
F cause une variation de vitesse.
La fem cause une variation de flux.

Or si on fait varier le flux avec un aimant par exemple, il apparait une fem. Pour le modéliser proprement, justement en respectant la causalité locale (la cause directe) , il faut une boucle de réaction.

Sinon, tu fais dire une chose à une équation et une autre chose à la même équation en justifiant par la différence entre maths et phy. C'est bien dommage de virer certaines caractéristiques des équations mathématiques pour les réintroduire à la main avec la physique...

Autant décrire le maximum de physique avec les maths.

Non F = ma n'implique pas que a peut aussi être la cause (directe) de F.
Mais attendons aussi l'exemple de Dynamix, je ne sais pas ce qu'il avait en tête.

J'ai déjà donné l'exemple des accélérations d'inertie qui causent les forces d'inerties.
Les deux points de vue se défendent aussi bien l'un que l'autre. Et c'est normal puisque le formalisme n'impose rien.

Cordialement.
-----

[azizovsky]

. C'est bien dommage de virer certaines caractéristiques des équations mathématiques pour les réintroduire à la main avec la physique...

Autant décrire le maximum de physique avec les maths.

comme ils ont fait pour un pôle...., pour l'établissement de l'équation de Schrödinger .(la physique est un art : bricolage des équations )

[azizovsky]

comme exemple personnel, plus de 15 ans, j'ai utilisé la somme d'un scalaire et d'un vecteur (), la rigueur pour les mathématiciens , jusqu'à j'ai trouvé le support :les octons (article de maths publié vers 2009), ce qui est important, c'est de modéliser le phénomème physique ou l'idée physique.

[azizovsky]

désolé, ce n'est pas octons, c'est 'sédeons' en français (space-time sedeons....), je crois .

[stefjm]

il y'a des idées ici : <a href="http://www.sciences.ch/htmlfr/physatomique/physatommecquantchamps01.php" target="_blank">http://www.sciences.ch/htmlfr/physatomique/physatommecquantchamps01.php</a>, ou bien tome 2 page 1096 C.Aslangul.(pour le moment, je le ferai sans gène pour toi stefjm : j'aime l'esprit critique...)

J'aime assez ce qu'écrit Aslangul et j'appréciais ses interventions ici. (mais on ne le voit plus guère...)
Il va falloir que je lise en détail ton lien.
La conclusion est amusante : "mais au fond cela sent un peu le bricolage sur mesure quand même..."

comme ils ont fait pour un pôle...., pour l'établissement de l'équation de Schrödinger <img src="http://forums.futura-sciences.com/images/smilies/smile.png" alt="" title="Content vince ?" class="inlineimg" border="0"> .(la physique est un art : bricolage des équations )

D'autres disciplines essaient de garder une cohérence mathématique, dans la mesure du possible!

[Deedee81]

D'accord avec tout. On fini par s'entendre

Je constate que le désaccord est venu plus d'une différence de langage et de la manière d'aborder les problèmes que d'autre chose.

La preuve :

J'ai déjà donné l'exemple des accélérations d'inertie qui causent les forces d'inerties.
Les deux points de vue se défendent aussi bien l'un que l'autre. Et c'est normal puisque le formalisme n'impose rien.

Je n'incluais que les forces "réelles" et pas les fictives mais je dois avouer que.... je n'y avais pas pensé (je n'avais pas vu l'exemple que tu avais donné) !

De même que pour moi "causalité" = "causalité locale", différence de vocabulaire.

[stefjm]

De même que pour moi "causalité" = "causalité locale", différence de vocabulaire.

Pour être sûr qu'on parle bien de la même chose :

fem=dphi/dt

Pour un automaticien :
la fem cause localement la variation de flux.
La variation de flux cause globalement (par contre réaction) la fem.

Pour F=m.dv/dt
La force cause localement la variation de vitesse.
La variation de vitesse cuase globalement (par contre réaction) la force.

Cordialement.

[azizovsky]

moi, je , réctification : http://ipmras.ru/UserFiles/publicati...rodinamics.pdf

[Deedee81]

Pour être sûr qu'on parle bien de la même chose :
fem=dphi/dt
Pour un automaticien :
la fem cause localement la variation de flux.
La variation de flux cause globalement (par contre réaction) la fem.

Pour F=m.dv/dt
La force cause localement la variation de vitesse.
La variation de vitesse cuase globalement (par contre réaction) la force.

On parle bien de la même chose, si ce n'est que je n'emploie pas "cause globalement". J'emploie chaque foi des termes spécifiques. question de pratique ??? De formation ??? C'est la source de tout notre malentendu.

Pour le premier, tu n'as pas inversé ?

Allez, pour bien terminer la journée, foutons la margaille : U = RI
Là, cette fois, je serais bien en peine de tedonner un "sens causal". Je dirais à priori que cela doit dépendre de la situation. Mais je n'y ai pas vraiment réfléchi.

[stefjm]

On parle bien de la même chose, si ce n'est que je n'emploie pas "cause globalement". J'emploie chaque foi des termes spécifiques. question de pratique ??? De formation ??? C'est la source de tout notre malentendu.

C'est le problème avec tous les termes dont le sens est précis mais dépend du contexte.

Pour le premier, tu n'as pas inversé ?

Non.

F=m.dv/dt et fem=dphi/dt
F et fem cause, v et phi conséquence.
même équation, même relation physique, y compris causalité locale.

Allez, pour bien terminer la journée, foutons la margaille : U = RI
Là, cette fois, je serais bien en peine de tedonner un "sens causal". Je dirais à priori que cela doit dépendre de la situation. Mais je n'y ai pas vraiment réfléchi.

Relation instantannée entre U et I, donc pas de temps à faire interveniret donc pas de causalité à mettre en évidence.

[Matmat]

ça me parait complètement philosophique votre discussion de "sens causal" entre force et variation de vitesse .

[stefjm]

Entre Force et accélération, je suis d'accord que c'est sans importance. (C'est d'ailleurs comme pour U=RI)
Mais pas entre force et vitesse.

[Matmat]

j'ai dit: force et variation de vitesse justement

[samtrops]

Salut,

j'aurais une petite question subsidiaire, à peine hors sujet:
dans F=m.a on a une relation entre une force et une masse á cause de (ou grace à) la gravitation.
Par contre quelle est la relation entre le poids et la masse. Le poids est-il une force? Mais pourquoi serait-il exprimé en kg?

[coussin]

Le poids est une force et est exprimé en newton.
C'est la force exercée par la Terre sur votre corps.

[Deedee81]

Salut,

Non.

F=m.dv/dt et fem=dphi/dt
F et fem cause, v et phi conséquence.
même équation, même relation physique, y compris causalité locale.

Ah, gasp, désolé, j'ai confondu avec l'autre loi en EM (celle que tu as appelé contre-réaction). Gros distrait. Il y a quatre lois + une pour la force et une pour la charge/courant (mais elle se déduit des autres).
EDIT : pour charge/courant je parlais de la loi de conservation et en fait la déduction est équivalente à postuler l'invariance de jauge, désolé de cette grosse imprécision

Relation instantannée entre U et I, donc pas de temps à faire interveniret donc pas de causalité à mettre en évidence.

Mon prof de théorie des lignes t'aurait étranglé

Ce n'est jamais instantané (pour des lignes réelles, on a deux raisons : C et L ne sont jamais nul, et il y a le fait que le "signal" se déplace à vitesse finie).
Ceci dit, dans nombre d'applications, on s'en fout.

EDIT complément : comme tu l'as compris, une chose qui m'importe est : que cache physiquement une équation ? Que peut-on lui faire dire et que ne peut-on pas lui faire dire (car elle n'est qu'une approximation). Dans ce cas d'espèce, si on accepte l'approximation U=RI (et faudrait être un peu cinglé pour la refuser) tu as donné la bonne solution : il n'y a pas de causalité à mettre en évidence. Arf, raté pour la margaille

ça me parait complètement philosophique votre discussion de "sens causal" entre force et variation de vitesse .

Pas vraiment, pour moi en tout cas, car le but n'est pas tant déterminer un sens causal que déterminer le mécanisme physique que traduit l'équation (c'est à la fois le plus utile et le plus intéressant pour un physicien). Du moins quand c'est possible (je n'ai pas cité d'équations fondamentales ci-dessus, car dans une équation telle que celle de Schrödinger, je serais incapable de parler d'un sens causal et je ne sais même pas si cela a un sens).

Par contre quelle est la relation entre le poids et la masse. Le poids est-il une force? Mais pourquoi serait-il exprimé en kg?

Le poids c'est = masse * accélération de la pesanteur (g).

Si la masse en est kg, le poids est en kg*mètres/secondes au carré (comme dit Coussin, des Newton). La plupart des gens citent leur poids en Kg, en fait ils donnent leur masse. Dire c'est le poids est un abus de langage possible car g (9,81 m/s² sur Terre) varie assez peu d'un endroit à l'autre ou avec l'altitude (tant qu'on ne monte pas dans une fusée évidemment).

Un homme de 80 kg a en fait un poids de (environ) 800 Newton.

[stefjm]

Le poids est une force et est exprimé en newton.
C'est la force exercée par la Terre sur votre corps.

C'est aussi l'oposée de la force exercée par votre corps sur la terre. (La même en norme.)

Mon prof de théorie des lignes t'aurait étranglé

Mais non. Il m'aurait félicité de n'intégrer dans la modélisation que les données du problème (en ignorant volontairement tout ce qui est négligeable).
Une modélisation, c'est une abstraction dans laquel on ne garde que les grandeurs pertinentes.
Tu me contredis pour être d'accord avec moi :

Ceci dit, dans nombre d'applications, on s'en fout.

Ce n'est jamais instantané (pour des lignes réelles, on a deux raisons : C et L ne sont jamais nul, et il y a le fait que le "signal" se déplace à vitesse finie).

Modélisons :
ic=C.duc/dt : i cause u dans un condensateur, intégration , dirac devient échelon
ul=L.dil/dt : u cause i dans un bobine, intégration, dirac devient échelon

Si le circuit est fermé, il y a une loi de maille qui réalise la contre réaction : somme des tension =0.
D'où une réponse oscillante (en sinus) à un dirac.

Si cascade de LC élémentaire le long d'une ligne, réponse en moitié d'échelon à chaque échelon, pour chaque reflexion.

EDIT complément : comme tu l'as compris, une chose qui m'importe est : que cache physiquement une équation ? Que peut-on lui faire dire et que ne peut-on pas lui faire dire (car elle n'est qu'une approximation). Dans ce cas d'espèce, si on accepte l'approximation U=RI (et faudrait être un peu cinglé pour la refuser) tu as donné la bonne solution : il n'y a pas de causalité à mettre en évidence. Arf, raté pour la margaille

Reste à se mettre d'accord sur ce que signifie "pas de causalité".
Pour moi, c'est que les deux variations sont concourante, instantannée. On peut aussi dire que la valeur de l'une dépend de l'autre à l'instant présent, sans dépendre du passé.
Evidement, il ne faut pas être dans un contexte relativiste.

Pas vraiment, pour moi en tout cas, car le but n'est pas tant déterminer un sens causal que déterminer le mécanisme physique que traduit l'équation (c'est à la fois le plus utile et le plus intéressant pour un physicien). Du moins quand c'est possible (je n'ai pas cité d'équations fondamentales ci-dessus, car dans une équation telle que celle de Schrödinger, je serais incapable de parler d'un sens causal et je ne sais même pas si cela a un sens).

C'est un peu chaud dès qu'il y a des coefficients complexes dans les équations. En particulier, c'est délicat de définir la fonction de Heaviside ou la distribution de Dirac pour un nombre complexe. (Voir discussion de Coussin http://forums.futura-sciences.com/ma...-complexe.html)

[Deedee81]

Reste à se mettre d'accord sur ce que signifie "pas de causalité".

Ou tout simplement "causalité". On n'a clairement des différences.

Pourquoi s'en étonner ? Ce terme, comme bien d'autres, est polysémique. On n'y peut rien, à moins de vouloir refaire la langue française (ou anglaise, c'est le même problème ).

[stefjm]

Ou tout simplement "causalité". On n'a clairement des différences.

J'en ai un critère mathématique qui s'applique pour les cas non relativiste. Tu n'as pas donné le tien.

[Deedee81]

J'en ai un critère mathématique qui s'applique pour les cas non relativiste. Tu n'as pas donné le tien.

C'est assez intuitif chez moi, je considère l'aspect physique sans faire appel aux maths (qui ne viennent qu'ensuite). C'est toujours comme ça que je procède pour travailler sur quelque chose de nouveau : la physique, puis les maths (et les deux précédés de l'expérience lorsque cela est possible, ce qui n'est pas le cas de ces temps-ci puisque je suis plongé en plein dans les recherches en gravité quantique, et je suis en plein dans la phase 2 où je progresse doucement... les calculs sont affreux).

Si je devais trouver un moyen opérationnel de définir "causalité" je dirais comme ceci :

Deux phénomènes A et B. B se produisant après A. Et si l'altération de A altère la survenue de B (en répétant l'expérience, suffisamment s'il y a un aspect statistique comme en MQ), alors il existe un lien de cause à effet. Le tout considéré avec la meilleure précision disponible actuellement.

Avec quelques complications si la durée de A et B n'est pas nulle et se recouvrent, mais on aménage facilement la méthode.

Reste à trouver le moyen de lier à ta définition et de voir les différences. Tu veux mon avis ? Ca risque d'être difficile ! (ce qui ne veut pas dire qu'il ne faut pas essayer )

[coussin]

Dans U=RI, pour être précis, le R est complexe ce qui implique une causalité (ça écarte les pôles de l'axe réel). Une fonction de réponse réelle n'est pas causale : ça signifierait que le système répond instantanément à une excitation externe.

[stefjm]

Dans U=RI, pour être précis, le R est complexe ce qui implique une causalité

Je suis d'accord.
mais causalité dans quel sens : I -> U ou U -> I ? (la même que celle de mon message #47

(ça écarte les pôles de l'axe réel). Une fonction de réponse réelle n'est pas causale : ça signifierait que le système répond instantanément à une excitation externe.

Là par contre, on n'a pas tout à fait le même vocabulaire.
U=R.I (R réel) n'a pas de pôle du tout dans le plan complexe, justement parce que la réponse est instantanée et ne dépend donc pas de la fréquence.

U=(R+jLw).I pôle imaginaire, de constante de temps T=L/R, réponse en e^(-t/T)

Si on prend un LC, deux pôles réels, de pulsation +-w0, réponse en sinus.

(Avec les conventions de pôles des physiciens.)

[Deedee81]

Amha de U = RI (avec R réel) on ne sait tout simplement rien déduire. C'est d'ailleurs ce qui avait déjà été dit plus haut.
Ce n'est qu'une équation "bilan" qui en plus est approchée.

[stefjm]

Si je devais trouver un moyen opérationnel de définir "causalité" je dirais comme ceci :

Deux phénomènes A et B. B se produisant après A. Et si l'altération de A altère la survenue de B (en répétant l'expérience, suffisamment s'il y a un aspect statistique comme en MQ), alors il existe un lien de cause à effet. Le tout considéré avec la meilleure précision disponible actuellement.

Avec quelques complications si la durée de A et B n'est pas nulle et se recouvrent, mais on aménage facilement la méthode.

Reste à trouver le moyen de lier à ta définition et de voir les différences. Tu veux mon avis ? Ca risque d'être difficile ! (ce qui ne veut pas dire qu'il ne faut pas essayer )

Ca me parait au contraire plutôt facile.
Je suis d'accord avec ta définition qui, sur les deux exemples déjà cités donnent les mêmes conclusions.

F=m.dv/dt
Un échelon de force donne une rampe de vitesse, où il est facile de voir où commence l'échelon (t=0) et la rampe suit. (à t=0+, l'échelon vaut 1 alors que la rampe vaut encore 0)
Idem pour fem=dphi/dt

F cause v.
fem cause phi.

Ce serait très difficile de soutenir le contraire, car la vitesse est nulle en 0+, alors que l'échelon de force vaut déjà 1 en 0+

Cordialement.

[stefjm]

Amha de U = RI (avec R réel) on ne sait tout simplement rien déduire. C'est d'ailleurs ce qui avait déjà été dit plus haut.
Ce n'est qu'une équation "bilan" qui en plus est approchée.

R est le gain statique, ie la valeur du gain complexe lorsque la pulsation tend vers 0.
Il donne le gain en régime permanent, quand t tend vers l'infini.

Pour que cela soit valide, cela suppose qu'on a négligé les pôles rapides.

[coussin]

Amha de U = RI (avec R réel) on ne sait tout simplement rien déduire. C'est d'ailleurs ce qui avait déjà été dit plus haut.
Ce n'est qu'une équation "bilan" qui en plus est approchée.

Exactement.
La "petite sœur" de U=RI est la loi d'Ohm j=sigma E. Ça, ça se traite en théorie de la réponse linéaire où sigma est la fonction de réponse (l'application d'un champ E externe entraîne l'apparition de courants dans le matériau ; la relation de cause à effet est explicite ici) qui se doit d'être complexe (pour avoir ses pôles complexes, pas sur l'axe réel) pour être causale.

[stefjm]

Exactement.
La "petite sœur" de U=RI est la loi d'Ohm j=sigma E. Ça, ça se traite en théorie de la réponse linéaire où sigma est la fonction de réponse (l'application d'un champ E externe entraîne l'apparition de courants dans le matériau ; la relation de cause à effet est explicite ici) qui se doit d'être complexe (pour avoir ses pôles complexes, pas sur l'axe réel) pour être causale.

Ce qui reporte le problème au niveau local sans le résoudre.
Au passage, les pôles de R deviennent les zéros de sigma et réciproquement.
Je veux bien l'expression complexe de sigma.
Merci.

[Deedee81]

Salut,

Je suis pas trop expert dans l'approche que vous tentez, mais je pense à un truc. En théorie axiomatique des champs, les liens entre causalité et analycité (et donc les pôles et tout ça) ont été énormément développés (c'est même un brique indispensable en théorie des interactions fortes par exemple). Il y a peut être des choses intéressantes à trouver dans la litérature de ce doté là.

[stefjm]

De ce genre là :
http://en.wikipedia.org/wiki/Kramers...alternate_form

[Deedee81]

C'est possible, je ne sais pas (il y a toute une section dans le Quantum Field Theory là dessus, mais je dois dire que je suis quelque peu passé à travers car ce n'était pas trop ma tasse de thé).