Nul ?
Dirigé vers la gauche ?
Dirigé vers la droite ?
Dirigé vers le haut ?
Dirigé vers le bas ?
Donc quoi ?Envoyé par phys4
Le concept d'accélération est issu de la force ? Ou alors la force est issue du concept d'accélération ? Ou issue d'autre chose ? (le mouvement peut-être...)
Selon la réponse, en posant quelque-chose sur la Terre, la Terre devrait-être accélérée vers le haut...
Bonjour, et Merci.
Oui elle l'est ... mais la masse de l'accéléromètre est tellement négligeable par rapport à celle de la terre ...
Dans le référentiel terrestre, l'accélération d'un accéléromètre immobile posé par terre, est clairement nulle. Si v=0 constant, alors dv/dt=0, non?
Si l'accéléromètre indique autre chose que le vecteur nul, soit il ne mesure par une accélération, soit le mot "accélération" désigne alors deux grandeurs différentes, l'une nulle, l'autre dont la valeur est indiquée par l'accéléromètre.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Non. Certainement pas vers le haut.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Laquelle? Pourriez-vous reformulez ce que vous appelez l'explication physique avancée? (Pour qu'on comprenne que faire des critiques exprimées...)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Sinon, pour la direction indiquée et les mauvais élèves, reprenons une expérience simple!
On met l'accéléromètre bien installé sur le siège d'une voiture, et celle-ci accélère uniformément vers le Nord. Dans quelle direction pointe l'accéléromètre?
- Le bas et le nord (= l'avant) ;
- le haut et le nord (= l'avant) ;
- le bas et le sud (= l'arrière) ;
ou
- le haut et le sud (= l'arrière).
Que répond le bon élève "Le Mulet"?
(Question subsidiaire: que vous disent vos capteurs biologiques (oreille interne, peau, proprioception, ...) quand vous êtes dans la situation de l'accéléromètre?)
Dernière modification par Amanuensis ; 10/04/2017 à 14h53.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Ah oui, c'est pas mal l'histoire de l'accélération horizontale...
Ca permet de mieux comprendre (enfin...j'espère).
Donc pour rester cohérent avec le sens du vecteur accélération relativement à la compression du ressort, "Le haut et le nord", puisque le capteur est censé mesurer l'accélération qu'il subit (il a été fait pour ça : L'accélération est dans le sens inverse de la compression du ressort)
Je ressent une force qui me tire vers l'arrière (le sud), mais je ne suis pas assez stupide pour croire que j'accélère vers l'arrière (je vois bien que la voiture accélère vers l'avant)...
J'en profite alors pour découvrir l'existence d'une force, que je vais appeler Inertie.
Ce qui est amusant là-dedans, c'est qu'en étant posés sur Terre, ca fait comme si la Terre nous poussait vers l'espace (sans que nous nous en rendrions compte, contrairement au cas de la voiture) et que notre inertie nous empêchait d'être expulsé du plancher des vaches. Comme si on était toujours rattrapé par ... la Terre.
Ca veut dire que la Terre enfle ???!!?
Ce qui est effectivement parfaitement contre-intuitif.
Bonjour, et Merci.
L'accélération d'un appareil de mesure ne peut se mesurer que dans un référentiel inertiel, or le référentiel du sol terrestre n'est pas inertiel !
C'est une erreur fréquente, le référentiel du sol , dit galiléen, n'est pas un référentiel inertiel, c'est un référentiel accéléré.
Comprendre c'est être capable de faire.
Thanks.
Oui.Donc pour rester cohérent avec le sens du vecteur accélération relativement à la compression du ressort, "Le haut et le nord", puisque le capteur est censé mesurer l'accélération qu'il subit (il a été fait pour ça : L'accélération est dans le sens inverse de la compression du ressort)
Et donc pour rester cohérent avec ce cas, l'accéléromètre posé au sol indique un vecteur vers le haut. Pas le choix.
(Notons que d'un point de vue pratique, on pourrait choisir que l'instrument pointe dans le sens opposé. Un point intéressant est celui des "gravimètres", qui sont la même chose que des accéléromètres, mais présentés pour un usage plus particulier. J'imagine qu'ils sont conçus pour montrer la direction opposée, vers le bas quand posés.)
Oui.Je ressent une force qui me tire vers l'arrière (le sud), mais je ne suis pas assez stupide pour croire que j'accélère vers l'arrière (je vois bien que la voiture accélère vers l'avant)...
Pas une force, mais toute la difficulté conceptuelle du sujet est bien liée au concept d'inertie.J'en profite alors pour découvrir l'existence d'une force, que je vais appeler Inertie.
C'est exactement ça. Et on s'en rend parfaitement compte (on le sent sous les pieds, sous les fesses, ...), seulement on ne l'analyse pas ainsi.Ce qui est amusant là-dedans, c'est qu'en étant posés sur Terre, ca fait comme si la Terre nous poussait vers l'espace (sans que nous nous en rendrions compte, contrairement au cas de la voiture)
Dernière modification par Amanuensis ; 10/04/2017 à 15h53.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
En fait je faisait référence à la reflexion suivante :
Le fait qu'il y ait deux types d'accélération.
Ce qui se conçoit bien lorsqu'on constate que la simple évocation mathématique ne suffit pas à rendre compte de l'accélération qui se manifeste (le ressort manifeste l'accélération par exemple) localement.
Localement, pour obtenir la même valeur que celle "du ressort", il faut ajouter des conditions à la formulation "passe-partout" de l'accélération.
Par exemple :
Une accélération s'énonce comme étant la dérivée première temporelle d'un vecteur vitesse.
Or ici, et on voit bien le problème, le ressort de l'accéléromètre posé sur la Terre nous indique une accélération vers le haut alors que la variation de la vitesse dans le temps du même objet est nulle (ce qui nous donne une accélération nulle).
L'énoncé mathématique de l'accélération semble échouer à fournir la bonne valeur de l'accélération.
On peut il me semble (?) argumenter en disant que "la formule n'est valable que dans un repère galiléen", et ce faisant, en énonçant ce principe (un principe ne nécessité pas de preuve, bien qu'il puisse certes être conforté par une autre théorie dans un autre cadre), ne procédons-nous pas là à l'évacuation du problème ?
Ne serait-il pas plus simple de dire (?), et ce afin de généraliser la formulation mathématique de l'accélération (si simple) que la vitesse de l'accéléromètre qui pourtant nous apparait nulle n'est dans les faits pas nulle, car comme le dit très simplement la formule, elle ne peut pas être nulle ?
Je trouverais cette démarche plus honnête avec les faits, bien qu'ils puissent paraitre surprenants.
Mais bon, comme je ne connais pas très bien toutes les subtilités de la mécanique "spatiale", ce ne sont là que les premières conclusions d'un novice (oublieux de surcroit) en la matière.
Bonjour, et Merci.
Autre question : qu'indique l'accéléromètre du smartphone de Thomas Pesquet dans la station spatiale ?
Dernière modification par Archi3 ; 11/04/2017 à 06h11.
Incidemment, il leur faut des disques durs magnétiques modifiés (ou utiliser autre chose): si le HD relève les têtes dès qu'il détecte être en chute libre pour préparer le choc qui est censé se produire tôt ou tard, va pas être très utile le HD.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Cela n'est pas le cas. Si la Terre avait une vitesse de rotation nulle et se promenait librement loin de toute étoile ou galaxie, le référentiel terrestre serait galiléen et l'indication de l'accéléromètre seulement imperceptiblement changée.
Par contre, il va être expliqué que la formule dv/dt sera valable dans un référentiel "de chute libre".
et c'est bien pour moi une évacuation du problème., et ce faisant, en énonçant ce principe (un principe ne nécessité pas de preuve, bien qu'il puisse certes être conforté par une autre théorie dans un autre cadre), ne procédons-nous pas là à l'évacuation du problème ?
La voie de sortie est différente.Ne serait-il pas plus simple de dire (?), et ce afin de généraliser la formulation mathématique de l'accélération (si simple) que la vitesse de l'accéléromètre qui pourtant nous apparait nulle n'est dans les faits pas nulle, car comme le dit très simplement la formule, elle ne peut pas être nulle ?
dv/dt dépend de la vitesse et la vitesse dépend du choix de référentiel. La notion de "vitesse absolue" n'est pas conforme aux observations. On ne peut parler de position, de vitesse et d'accélération qu'en référence à un référentiel.
Or l'indication brute donnée par un accéléromètre est indépendante de tout choix de référentiel, comme celle d'un thermomètre ou d'un baromètre.
Maintenant, on peut clairement utiliser un accéléromètre pour obtenir une mesure de dv/dt: on le voit avec l'exemple de la voiture, et c'est ce qui est fait dans les centrales de navigation à inertie. Le calcul est simple: on ajoute vectoriellement l'accélération de la pesanteur (qui doit donc être mesurée indépendamment). Dans le cas de la voiture comme dans le cas de l'immobilité, on obtient alors bien l'accélération relative au référentiel terrestre.
Là encore, appliquons de la "bête logique". Si pour obtenir l'accélération relative à un référentiel à partir d'une mesure indépendante du référentiel il faut ajouter une donnée, cette donnée dépend nécessairement du référentiel. Donc la pesanteur dépend du référentiel. (Et on peut la définir opérationnellement la pesanteur en un lieu défini par un référentiel et un instant donné comme l'inverse de ce qu'indique un accéléromètre immobile en ce lieu (donc immobile relativement au référentiel).
L'accéléromètre nous oblige donc à distinguer d'une part une accélération relative au référentiel, calculée par dv/dt, et d'autre part la pesanteur, une grandeur de même dimension qu'une accélération et dépendant du référentiel, et de conclure (correctement) qu'un accéléromètre indique la somme de l'accélération relative au référentiel et de l'inverse de l'accélération de la pesanteur.
Sur ces bases solides, les questions relatives à ce que mesure un accéléromètre se traduisent en des questions sur l'accélération de la pesanteur dans un référentiel. L'observation va permettre d'obtenir la propriété essentielle suivante: l'accélération de la pesanteur est la même dans tous les référentiels galiléens, et égale à l'accélération de la gravitation calculée selon la formule de Newton.
Dans un référentiel quelconque, l'accélération de la pesanteur n'est pas égale à celle de la gravitation, et la différence est appelée "accélération d'entraînement" et se calcule à partir des données sur le mouvement relatif entre le référentiel et un référentiel galiléen.
Avec ça, on a la théorie complète de l'accéléromètre en mécanique classique. (Et on pourra répondre à la question de ce qu'indique l'accéléromètre de la tablette de Pesquet dans l'ISS.)
Alors que mesure-t-il? Ben... une caractéristique du mouvement absolu (= indépendant d'un choix de référentiel) de l'accéléromètre, qu'on nomme (faut bien nommer les choses) "l'accélération propre".
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
l'inertie n'est pas une force, c'est une masse...
une accélération permet de donner une vitesse à une masse...
si l'accélération(force) est inssufisante pour accélérer cette masse il ne se passe rien...
c'est le cas quand l'on pose un objet massif sur une table... malgré son poids, il n'est pas en mesure de generer une action suffisante pour accélérer la terre (si toutefois ceci est possible, puisque la force en question la gravité fait partie du référenciel terestre (autant souffler sur une voile pour faire avance un bateau(à voile)...
si Newton par généralisation estime qu'il y a une contre-force, c'est son droit, reste que les forces centrifuges sont de même-ordre, seulement virtuelle, ce sont plus des conventions d'écriture que des réalités propres) les forces centrifuges naissent de l'inertie de la masse et du moment circulaire d'un objet (est-ce le bon vocable ?)
reste que, le fait théorique, n'implique donc pas nécessairement une réalité subjasceante, et que vouloir une force contraire, là ou il n'y a qu'inertie... c'est seulement équilibrer correctement sont equation vectorielle... l'inertie est comme une force de sens contraire à l'action de la force (bien réelle) de la gravité...
un accéléromètre ne devrait mesurer que les accélérations réelle, c'st donc ici, un gravimètre, et sa flèche indique 9.81 vers le centre de la terre... si non Newtonien... et zero si Newtonien (puisque dans ce cas il considère l'inertie comme une force inverse et donc le tout de somme nulle)
pour que l'accéléromètre indique le ciel il faut qu'il soit soit mal calibré, ou prévu pour être un accessoire de classe visant à mettre en évidence la contre-force dont parle Newton et afin de couper e sifflet a l'intuition première des élèves qui tendent naturellement à ne pas percevoir ni la gravité, ni la résistance du sol(structurelle et inertielle)(voir rebond isostatique aussi) puisque se trouvant tous dans un mode "normal" ou étant à l'arret, il ne conçoivent pas que leur propre poids puisse résulter d'une accélération... celle de la gravité...
donc tout dépend du dispositif et du paradigme dans lequel celui-ci est conçu et la finalité a laquelle celui-ci doit se dévouer tout au long de sa carrière...
eh ben ...
pour revenir sur terre: un accéléromètre contrairement à son nom ne mesure pas une accélération. Pas plus qu'une balance électronique ne mesure une masse, contrairement à ce qu'indique sa graduation. Les deux mesurent une force. L'accélération n'est mesurée que par la force d'inertie , comme la masse n'est mesuré que par le poids. La force d'inertie étant opposée à l'accélération du référentiel, l'accéléromètre indique - fort justement- une accélération opposée à la force d'inertie. Et comme la gravité et la force d'inertie ont exactement le même effet, toute gravité fera indiquer à l'accéléromètre une accélération opposée. De la même manière que toute force d'inertie modifiera le poids et donc l'indication de la masse, comme vous pouvez le vérifier très facilement en vous mettant sur une balance dans un ascenseur. Vous constaterez facilement que la balance indique un poids plus fort VERS LE BAS quand l'accélération de l'ascenseur est VERS LE HAUT, et inversement. Il est donc tout à fait normal que l'accéléromètre interprète un poids vers le bas comme du à une accélération vers le haut.
et pour essayer de faire simple : l'accéléromètre est calibré pour donner zéro quand la somme force d'inertie+gravité est nulle , c'est à dire soit très loin de toute masse, soit dans une situation en chute libre, en état d'impesanteur apparent. Toute autre situation faisant apparaitre une somme de "gravité+force d'inertie" non nulle donnera lieu à une indication non nulle, égale en norme et opposée à la gravité/accélération d'inertie (la somme "gravité+accélération d'inertie" étant la "pesanteur" dont parle Amanuensis).
sinon vous pouvez réfléchir au petit problème suivant (purement de mécanique classique).
On prend un "simple" référentiel galiléen Ro avec un champ de gravité constant g0 (le genre de truc qu'on apprend à faire au lycée pour traiter le mouvement dans un champ constant, la fameuse parabole).
On prend un autre référentiel R1 qui est en chute libre accéléré par rapport à Ro, avec a = g0 . Dans ce référentiel R1 il y a une accélération d'inertie qui est opposée à la gravitation. La somme g+ai = 0 donc il n'y a apparemment pas de gravité (impesanteur).
Vue classique :
* Ro est un référentiel galiléen avec un champ de gravité.
* R1 est un référentiel NON galiléen avec un champ de gravité ET une force d'inertie (mais les deux s'équilibrent pour que leur somme soit nulle).
Vue alternative :
* c'est R1 qui est un référentiel galiléen, sans gravité , ni force d'inertie ! le vrai référentiel galiléen est celui la.
* R0 est donc juste un référentiel NON galiléen, avec une accélération - g par rapport à R1. Il n'y a toujours pas de gravité, juste une force d'inertie due à son caractère non galiléen ... qui donne l'impression d'un champ de gravité g.
Les deux vues sont assez différentes : les référentiels ont "échangé" leur statut (galiléen et non galiléen), et donc la présence de force d'inertie , transférée à l'un ou à l'autre, et dans le premier cas il y a une gravité (dans les deux référentiels) , et dans le second cas, il n'y en a pas (dans aucun référentiel).
On constate seulement que c'est la somme gravité+force d'inertie qui est la même dans les deux cas (non nulle pour R0, nulle pour R1): c'est la "pesanteur" ressentie physiquement.
Question A : y a-t-il un moyen concret de décider laquelle des deux visions est la bonne ?
Question B : Que devrait marquer logiquement un accéléromètre immobile dans R0 ? et immobile dans R1 ? (on peut faire le raisonnement dans les deux visions !!)
Perso je n'aime pas du tout "force d'inertie".
Et si je parle de "pesanteur", c'est parce que c'est ce qui est premier, observable. La décomposition en gravité + accélération d'inertie est le résultat d'une théorie, un appareil de mesure ne peut pas donner directement l'un séparément de l'autre. Les spécialistes du domaine de la gravimétrie parlent de pesanteur systématiquement. En cours élémentaire et vulgarisation on voit utilisé "gravité" en lieu et place, le terme étant aussi utilisé pour l'effet de gravitation.
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Dans le domaine il y a (au moins) deux manières de présenter les choses. L'une scolaire présente les théories (gravité, référentiel galiléen, etc.), essentiellement selon comment elle se sont développées historiquement (priorité à Newton donc). L'autre, que je cherche à suivre, est de remonter aux observations (tout en ayant en tête les théories).
Les deux approches vont normalement dans le même sens, mais les formulations (vocabulaire, etc.) peuvent amener à faire croire à des contradictions. Du coup, dans une même discussion, le résultat d'ensemble peut être une impression de confusion.
Dernière modification par Amanuensis ; 11/04/2017 à 12h31.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Pour moi c'est un exemple flagrant de ce qui mène à confusion.
Si on veut faire la distinction dans les référentiels, il se trouve qu'on dispose de deux termes. Si on anticipe sur les théories "plus avancées", la RG, le terme "référentiel inertiel" doit être réservé aux cas où les accéléromètres immobiles dans ces référentiels indiquent tous 0 (référentiels de chute libre). Ils sont effectivement inertiels même au sens classique de "ligne droite en l'absence de toute force", avec la gravitation étant vue comme une force.
Le terme "référentiel galiléen" pourrait alors être réservé à la mécanique classique, et signifier tout référentiel tel que la pesanteur (au sens de ce qui est observable, mesurable) y soit égale à l'accélération de la gravitation telle que calculée par la formule de Newton (somme des mx/|x|^3).
Dans un référentiel galiléen on a aussi, mais de manière contrafactuelle, l'idée qu'un corps suit une ligne droite en l'absence de toute force (contrafactuelle parce que la gravitation ne peut pas être "enlevée" en pratique). Par contre il n'est pas inertiel au sens où un accéléromètre immobile indiquerait 0, la différence étant, justement, la gravitation.
Avec une telle distinction de terme on peut faire la comparaison des deux référentiels comme présenté, mais sans utiliser le même vocabulaire pour deux concepts distincts, et encore moins parler de "vrai référentiel galiléen" alors que tout l'enseignement, et la littérature vulgarisée et moins vulgarisée, parle de référentiel galiléen autrement.
Dernière modification par Amanuensis ; 11/04/2017 à 12h45.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
j'employais justement le formalisme utilisé classiquement pour montrer que ça posait quelques soucis
et concrètement, tu peux définir une procédure pour le déterminer, dans un univers a priori infini ?Le terme "référentiel galiléen" pourrait alors être réservé à la mécanique classique, et signifier tout référentiel tel que la pesanteur (au sens de ce qui est observable, mesurable) y soit égale à l'accélération de la gravitation telle que calculée par la formule de Newton (somme des mx/|x|^3).
C'est l'un des points intéressants dans la distinction.j'employais justement le formalisme utilisé classiquement pour montrer que ça posait quelques soucis
et concrètement, tu peux définir une procédure pour le déterminer, dans un univers a priori infini ?
La chute libre est mesurable ce qui permet une approche opérationnelle pour déterminer des éléments d'un référentiel inertiel.
Alors qu'un référentiel galiléen (au sens où je le propose, ainsi que dans sa définition usuelle en mécanique classique) n'est qu'approchable, dépendant de ce qu'on arrive à mesurer du cosmos.
Maintenant, même si on ne peut pas avoir de procédure donnant parfaitement la valeur de l'accélération de la gravité en fonction de ce qu'on observe du cosmos, on l'approche de manière largement suffisante en pratique!
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Plus profondément, la question revient à demander s'il est "autorisé" de poser des "postulats" non opérationnels, parlant d'idéalisations qu'on ne sait pas traduire en procédure "parfaite". C'est manifestement tout ce qu'il y a de plus courant en physique, et on peut donc imaginer qu'une réponse négative à la question n'a pas grande portée en pratique. Mais c'est un bon sujet d'épistémologie pour qui cherche une "vérité" derrière les modèles approximatifs.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Je pense que c'est un domaine où il faut (essayer de) donner la solution en même temps qu'on soulève un "souci". Ainsi on peut éviter la confusion. Sinon, ce n'est que destructif dans la mesure où la mécanique de Newton est considérée comme bien connue, valide et solide.j'employais justement le formalisme utilisé classiquement pour montrer que ça posait quelques soucis
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
on peut avoir différentes méthodes, disons que parfois faire réfléchir sur le "souci" peut aider à accepter la "solution" : dans le cas que j'ai posé, la question à "ce que doit indiquer l'accéléromètre" me semble très simple dans la vision 2, mais moins dans la vision 1 : cependant le raisonnement devrait arriver à la conclusion que 1 et 2 sont en fait indiscernables, et que donc les réponses devraient être les mêmes dans les deux visions ... En tout cas je constate que malgré l'explication donnée dès les premières pages du fil, la solution ne semble pas passer pour tout le monde ...
ok pour les solutions approchées, mais en quoi différent-elles en pratique de solutions "en chute libre" (inertielles ) , "assez loin des corps" (à part le référentiel du laboratoire, qui est un assez mauvais référentiel galiléen).
Je ne comprends pas. En pratique on ne peut pas être "assez loin des corps". La question est donc moot "en pratique".
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Perso je pense qu'une "explication" ne peut pas passer pour un esprit un tant soit peu critique tant qu'on part de l'idée qu'une accélération c'est dv/dt pour un référentiel donné et qu'on a une vue restreinte sur la notion de référentiel.
(Il me semble constater, au fil de nombreuses discussions sur le forum, un déficit de compréhension assez général à propos du concept de "référentiel" quand on le généralise au-delà des référentiels galiléens, ne serait-ce qu'aux référentiels isométriques non galiléens et a fortiori aux référentiels non isométriques. Et un référentiel inertiel au sens de la pesanteur nulle partout (= accéléromètre indiquant 0 pour tous les immobiles) est non isométrique.)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Moi j'ai compris le principe en quelques secondes en me faisant simplement une image simple dans ma tête et sans passer par aucune notation scientifique :
- Je me suis imaginé l'accéléromètre comme une sphère contenant une bille suspendue à l'intérieur par de multiples ressorts.
- Je me suis dit, qu'est-ce qu'il va se passer si je prend cette sphère dans la main et que lui imprime une accélération.
- Je me suis rendu compte que la bille allait se placer à l’arrière de ma sphère par rapport au sens du mouvement. Donc en direction inverse par rapport à l'accélération.
- Puis je me suis dit que va faire ma bille si je pose ma sphère sur la table.
- Et bien je me suis dit que ma bille allait aller vers le bas, donc que l'accélération était vers le haut.
Et puis basta, pas la peine de rentrer dans une explication avec des notations scientifiques et des termes pas toujours faciles à appréhender.
bon il faudrait discuter de réalisations pratiques réelles de référentiel "à peu près galiléens" : la direction des axes peut être prise vers des astres très lointains, mais comment fait on pour spécifier l'origine ? (je parle bien sur dans le cadre de la mécanique classique avec des référentiels rigides "isométriques").
tout à fait, c'est une façon de comprendre pourquoi
a) la "force d'inertie" est opposée à l'accélération du référentiel
b) la gravitation agit comme une force d'inertie - et donc peut être "interprétée" comme le résultat d'une accélération opposée.
Cela permet de donner la réponse correcte par simple observation.
Effectivement, pas la peine quand on est intéressé que par la réponse et non pas dans une compréhension plus profonde.Et puis basta, pas la peine de rentrer dans une explication avec des notations scientifiques et des termes pas toujours faciles à appréhender.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
