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Gros problème dans l'espace ;)



  1. #1
    quetzal

    Gros problème dans l'espace ;)


    ------

    vous etes dans l'iss, une sphère liquide flotte devant vous comment faite vous pour mesurer sa masse..

    ps, pas le droit de se servir d'un récipiant pour se faire, pas le droit de tricher..

    vous pouvez vous aider d'un boulet d'acier de même diamètre, mais bien plus massif.. comme ça vous pourrez comparez l'inertie des deux..

    -----

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  3. #2
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    pendant que j'y suis, une petite variante

    si je dépréssurise la pièce ou se trouve la boule d'eau que se passe-t-il pour celle-ci ??

  4. #3
    YvesF

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Puisque le deuxième message précise qu'il s'agit d'eau, il me semble que si on dépressurise elle se met à bouillir puis se vaporise.

    Sinon pour la masse on mesure le diamètre de la boule en projetant son ombre sur un mur? Puisque un sixième de pidétroit, alors....

    Du coup j'ai même pas besoin de la boule d'acier et je peux la revendre.

  5. #4
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par YvesF Voir le message
    ... Sinon pour la masse on mesure le diamètre de la boule en projetant son ombre sur un mur? Puisque un sixième de pidétroit, alors....
    Mais ... il s'agit peut-être d'eau lourde ! A mon avis mettre la boule dans un récipient, ce n'est pas "tricher" mais rendre la pesée dynamique possible. Comme dans le cas trivial d'une pesée statique il suffit de connaître la masse du récipient et la soustraire en suite.
    Une fois la boule de liquide mise en bouteille, je la place à l'extrémité du bras d'un "T" tournant et j'équilibre avec des masses connues jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de vibrations. D'autres méthodes dynamiques sont aussi possibles bien sûr.
    Les mesures basées sur l'attraction d'un boulet d'acier sont vouées à l'échec ou à une grande imprécision tant les microgravités parasites sont nombreuses dans un satellite comme l'ISS.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    il faut lire l'ennoncé du sujet, l'on parle liquide, pas forcement d'eau(trop facile)
    ou alors de l'eau avec plein de truc dedans qui change sa masse réelle..

    mais le mieux est de se dire qu'il faut trouver la nature de ce liquide en trouvant sa masse

    pour le second, c'est de l'eau

  8. #6
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par predigny Voir le message
    Mais ... il s'agit peut-être d'eau lourde ! A mon avis mettre la boule dans un récipient, ce n'est pas "tricher" mais rendre la pesée dynamique possible. Comme dans le cas trivial d'une pesée statique il suffit de connaître la masse du récipient et la soustraire en suite.
    Une fois la boule de liquide mise en bouteille, je la place à l'extrémité du bras d'un "T" tournant et j'équilibre avec des masses connues jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de vibrations. D'autres méthodes dynamiques sont aussi possibles bien sûr.
    Les mesures basées sur l'attraction d'un boulet d'acier sont vouées à l'échec ou à une grande imprécision tant les microgravités parasites sont nombreuses dans un satellite comme l'ISS.
    ce n'est pas pour rien qu'il est interdit de se servir d'un récipiant solide pour contenir le liquide.. puisque l'interet ici est de trouver un moyen de mesurer la masse d'un liquide par des moyens connu... et de tirer les conclusion ha-doc de l'utilisation de tel ou tel système de mesure..

    rien que la comparaison de l'inetie des deux sphères par rotation devrais vous donnez quelques sueurs froide sur les conclusions possibles..

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  10. #7
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    ... rien que la comparaison de l'inetie des deux sphères par rotation devrais vous donnez quelques sueurs froide sur les conclusions possibles..
    Bof ! c'est une question de doigté mais en laissant libre la sphère de liquide, on peut évaluer sa masse en lui faisant faire la course cote-à-cote avec le boulet de plomb : avec un ventilateur on crée un courant d'air léger, puisque les deux sphères ont le même diamètre, la force appliquée sera sensiblement la même, il ne reste plus qu'a mesurer les distances parcourues par les deux sphères en un temps donné et appliquer la loi de newton.

  11. #8
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    hm, pas evident prédigny, la boule liquide se deforme sous l'action de l'air, alors forcement, les diamètre ne sont plus les même, ce qui vas faussé un peu trop ta comparaison avec la boule d'acier, il faudrait que tu calcule la quntité de deformation relative a la masse et a la densité de la boule liquide, mais comme tu n'a pas sa masse, ta comparaison n'est pas possible

  12. #9
    JPL
    Responsable des forums

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    quetzal... ce ne serait pas mieux dans le forum Sciences ludiques ?
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  13. #10
    Sol-0

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Salut!

    Mesurer la masse d'un liquide (ou de n'importe quoi dans l'espace) mode d'emploi:

    Comme ce qui à été dit plus haut:
    1 Prendre un récipient dont on connait la masse.
    2 Mettre le récipient en rotation et mesurer la force centrifuge.
    3 Attraper (c'est le cas de le dire) le liquide et le mettre dans le récipient.
    4 Mettre le récipient en rotation avec son liquide et mesurer la force centrifuge.
    5 Soustraire les valeures de forces centrifuge du récipient avec et sans son liquide.

    Le résultat obtenu est la force centrifuge du liquide seul.

    Les parametres de vitesse de rotation ont sont bien entendu les mêmes entre le récipient seul et avec son liquide. De là ont peut déduire la masse du liquide à partir d'une formule que j'ai oublié mais que les scientifiques de FSG se feront une joie de te donner.
    Ce n'est pas la destination qui compte, mais le voyage.

  14. #11
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    hm, pas evident prédigny, la boule liquide se deforme sous l'action de l'air,...
    C'est pour ça que j'ai dit "un courant d'air "léger" ! Mais je crains que sans récipient, on aille vers une mesure très imprécise ou ... carrément vers une erreur de principe.
    J'attends avec impatience ta solution.

  15. #12
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    quetzal... ce ne serait pas mieux dans le forum Sciences ludiques ?
    mais bon tout de même, il est impossible de mesurer la masse d'un liquide dans changer les propriété de sa structure... de fait je pense qu'une partie du problèm de l'inertie se trouve etre caché par le recipiant utilisé..

    c'est ça que je veux démontrer.. la structure d'une masse joue un role non-negligeable dans le phénomène de l'inertie, et celle-ci n'est pas du seulement a la masse, mais aussi a la façon dont la structure "encaisse" l'energie de l'accélération.

    toute tentative de mesurer la masse d'un liquide en orbite est vaine, parceque le liquide de repond pas d'un bloc a une accélération..

    la notion d'inertie, ou de resistance a une accélération n'est valble que pour un solide, mais pas pour les gaz ni pour les liquides, sauf si on les contraint, donc si on change leur nature propre par le biais d'un recipiant solide..

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  17. #13
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    toute tentative de mesurer la masse d'un liquide en orbite est vaine, parceque le liquide de repond pas d'un bloc a une accélération...
    Ca dépend comment tu appliques la force à ton liquide. C'est vrai que ça ne simplifie pas la manip mais ça ne change pas la loi Newton. On peut imaginer d'appliquer la force uniformément sur toutes les molécules de l'eau, en exploitant par exemple les propriétés paramagnétiques de l'eau. De toute façon, si tu pousses délicatement ta boule d'eau, elle se déformera un peu, se mettra en oscillation (qui finiront par s'amortir), mais elle aura accélérée selon la loi de Newton. Même avec des liaisons plus faibles qu'avec un solide, les liaisons existent sinon on aurait pas un liquide mais un gaz et là le problème n'est plus tout à fait le même, quoique ...

  18. #14
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par predigny Voir le message
    C'est pour ça que j'ai dit "un courant d'air "léger" ! Mais je crains que sans récipient, on aille vers une mesure très imprécise ou ... carrément vers une erreur de principe.
    J'attends avec impatience ta solution.
    le problème, est que si ton courant d'air est trop leger, la boule d'acier ne bougeras pas.. l'air glisseras dessus

    il n'y a justement pas de moyen de connaitre la masse d'un liquide ou d'un gaz sans récipiant solide..

    mais sinon il etait toujours possible de congeler l'eau pour lui donner une structure solide, donc mesurable par l'inertie avec l'autre boule..

    c'est tout le problème des liquide avec l'inertie, il ne réagissent pas comme il faut et plus une masse est molle liquide ou gazeuse plus il devient difficile de l'accélérer..

  19. #15
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par predigny Voir le message
    Ca dépend comment tu appliques la force à ton liquide. C'est vrai que ça ne simplifie pas la manip mais ça ne change pas la loi Newton. On peut imaginer d'appliquer la force uniformément sur toutes les molécules de l'eau, en exploitant par exemple les propriétés paramagnétiques de l'eau. De toute façon, si tu pousses délicatement ta boule d'eau, elle se déformera un peu, se mettra en oscillation (qui finiront par s'amortir), mais elle aura accélérée selon la loi de Newton. Même avec des liaisons plus faibles qu'avec un solide, les liaisons existent sinon on aurait pas un liquide mais un gaz et là le problème n'est plus tout à fait le même, quoique ...
    c'est bien ce que je dis, le problème de l'inertie augmente avec la perte de solidité de la masse.. il est necessaire d'avoir un récipiant solide pour faire des mesures précise..

  20. #16
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    c'est bien ce que je dis, le problème de l'inertie augmente avec la perte de solidité de la masse...
    Je ne vois pas ce que tu appelles l'augmentation d'un problème ! Si tu veux dire qu'il devient plus difficile de faire la mesure, alors d'accord, mais la notion d'inertie n'en est pas affectée pour autant

  21. #17
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    ben un petit peu quand même, surtout si il s'agit accélérer une masse liquide. ou pire un gaz.. je suis sur qu'il te faudras depenser bien plus d'energie pour se faire que pour un solide qui réagiras es que tu poseras ton doigt dessus, alors que pour le liquide a force egale le doigt s'enfonce dedans et ça vas pas plus loin, pour un gaz, il te faudras etre encore plus agile..

    tiens compare, l'energie dépenser pour faire avancer une voiture, un hors-bord, et un avion a masse égale mais sur dans des millieux différent pour obtenir 100 km/h

    j'en suis pas sur, mais il me semble bien que moins le millieux est dur et plus il est necessaire de depénser de l'energie pour avancer, non??

  22. #18
    robert et ses amis

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    euh...quetzal, ne serais-tu pas en train de t'enfermer dans un cul-de-sac?

    tu sembles donner un statut privilégié aux interactions de contact. alors évidement ce genre d'interactions nous est la plus naturelle, c'est d'ailleurs pour ça qu'un état comme le gaz a pu poser quelques problèmes de compréhension à l'humanité.

    mais les interactions à distance et en volume existent aussi, au même titre qu'une interaction "de contact", non?

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  24. #19
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    ... il me semble bien que moins le millieux est dur et plus il est necessaire de depénser de l'energie pour avancer, non??
    Essaie d'expliquer ça à ceux qui percent des tunnels !

  25. #20
    Sol-0

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    On peut toujours essayer de mesurer sa masse en faisant de la thermodynamique.
    On utilise la formule pV=mrT: Et on joue sur la pression et la température de la piece et on mesure les variations de volume de la sphère liquide pour retrouver sa masse...

    pV=mrT => p: pression; V: volume; m: masse; r: coeff de chéplukoi=1.33 pour liquides divers; T: température.
    Ce n'est pas la destination qui compte, mais le voyage.

  26. #21
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    exact essaye de percer un tunnel dans l'eau predigny, ou dans un gaz.. tu m'en diras des nouvelles, c'est même pas possible.. ou extrement difficille.. une chance que les fluide soit justement fluide...

    creuser un tunnel dans l'eau, je t'attend de l'autre du channel

    robert-->oui je sais bien c'est bizare, mais il me semble que la chose n'a jamais été perçut sous cet angle puisque l'on a jamais chercher a mesurer l'inertie d'une masse liquide autrement qu'en la rendant solide artificiellement.. idem pour un gaz en le présurisant..

    pourtant si l'on prend l'eau ou tout autre solide, sa structure varie avec la température et la préssion, sa densité aussi, sa masse ne change pas, mais il me semble tout de même que moins les molecule d'eau sont structuré plus celle-ci sont rétive a toute accélération, parcequ'elle peuvent modifier, absorber plus facilement l'energie qui leur est transmise..
    et quand on parle de l'eau celle-ci a une capacité il me semble assez grande sur ce point(bon là ça doit-etre au niveau de la chaleur)

    mais tout de même, tout de même..

    un peu comme de lancer une boule de biliard sur une balle de cuir et de sable, la balle de cuir ne bougeras pas autant que le ferais une autre boule de billiard.. parceque sa srtucture absorbe plus d'energie qu'elle n'en resitue ou du moins l'energie necessaire pour de la boule de cuir avance comprend un coeficiant propre a la structure de sa masse..
    c'est idem si l'on prend une boule de petanque, la bale de cuir/sable se deformeras plutôt que d'avancer.. même avec une masse bien plus faible, son inertie est radicalement plus grande.. non??

  27. #22
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    exact essaye de percer un tunnel dans l'eau predigny, ou dans un gaz.. tu m'en diras des nouvelles, c'est même pas possible..
    Juste une parenthèse complètement hors sujet mais intéressante. Sais-tu qu'il existe des torpilles ultra-rapide qui utilisent le phénomène de cavitation pour se creuser un tunnel dans l'eau, leur vitesse pouvant alors atteindre des centaines de km/h dans l'eau, ou plus exactement dans un cylindre de vapeur d'eau. Evidemment le tunnel s'effondre derrière la torpille mais ...

  28. #23
    DonPanic

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Salut
    Et si je refroidis l'intérieur de l'ISS pour congeler la bulle d'eau, et pouvoir jouer avec
    c'est de la triche ?

  29. #24
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par predigny Voir le message
    Juste une parenthèse complètement hors sujet mais intéressante. Sais-tu qu'il existe des torpilles ultra-rapide qui utilisent le phénomène de cavitation pour se creuser un tunnel dans l'eau, leur vitesse pouvant alors atteindre des centaines de km/h dans l'eau, ou plus exactement dans un cylindre de vapeur d'eau. Evidemment le tunnel s'effondre derrière la torpille mais ...
    et tu sais quel energie est necessaire pour qu'une torpille puisse faire sa bulle de cavitation, ou une balle de fusil.. un peu comme une coup d'epée dans l'eau, sa eclabousse mais ça ne as pas plus loin

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  31. #25
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    Salut
    Et si je refroidis l'intérieur de l'ISS pour congeler la bulle d'eau, et pouvoir jouer avec
    c'est de la triche ?
    non ça c'est une solution, mais cela ne fait que démontrer que l'on ne peux pas mesurer la masse d'une liquide sans le rigidifier, et masquer en même temps une partie de ses propriétés en propre, propriété qui il me semble joue dans la notion d'inertie (resistance a l'accélération)

    a y reflechir, il me semble qu'en se servant d'un recipiant il est posible de connaire la masse grave, mais il n'est pas possible de connaitre la masse inertielle qui change justement avec les propriétés de la struture de la masse..

    j'en suis pas sur du tout, mais ça me titille de ce coté là en ce moment..

  32. #26
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    tiens et pendant que j'y suis, cela donnerais que l'equivalence masse grave / masse inertielle n'est valable que pour les solides, ou pour des objets contraints par une structure solide, ou autres(préssion, pesanteur)

    par contre le principe d'inertie, lui ne semble pas bouger..

    ça doit-etre faux, mais c'est ou que c'est faux??
    pour moi ça me semble juste encore une fois.. doit y avoir un truc?? non

  33. #27
    predigny

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    Citation Envoyé par quetzal Voir le message
    ... pour moi ça me semble juste encore une fois.. doit y avoir un truc?? non
    Le truc, c'est que tu fais interférer (interférences destructrices) des notions qui n'ont rien à voir l'une avec l'autre.

  34. #28
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    y'a des chances..

    mais ptet aussi que c'est l'inverse, et que la masse inertielle relle, celle qui refuse d'accélérer est le composé de la masse grave par un coeficient de rigidité de la structure de cette masse... hihihi

  35. #29
    quetzal

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    mais bon ça doit se voir aisémént, si l'on remplace dans un accéléromètre du type de ceux de gravity probe, le block de titanne par une sphère de mercure, par exemple

    mon avis est que cette egalité mase grave/masse inertielle ne doit plus etre valide a cause de la structure liquide du mercure, l'inertie doit-etre plus forte que la masse grave..

  36. #30
    robert et ses amis

    Re : gros problème dans l'espace ;)

    quetzal, je me demande quand est-ce que tu vas nous faire un fil sur la remise en cause profonde de la notion de force...

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