Dans le vide, qu'est-ce que le mouvement d'un corps massique ?

[invite6949d091]

Bonjour,

Je me posais cette question dernièrement : dans le vide, qu'est-ce que le mouvement d'un corps massique ?

A cela j'ai trouvé deux réponses à revendre, mais la première je ne la trouve pas tellement en concordance avec la Physique contemporaine

1) Dans le vide, un corps massique se meut s'il se déplace d'un point A à un point B.

2) Dans le vide, un corps massique se meut s'il se rapproche ou s'éloigne d'autres corps massiques en grand nombre (peut-être une infinité si l'univers physique est infini) qui ne sont pas lui ou s'il reste indéfiniment à la même distance d'autres corps. Se rapprocher ne rimant pas forcément avec atteindre, ni s'éloigner avec quitter (les astéroïdes qui se rapprochent de la terre ne frapperont pas tous la terre).

Merci de m'aider à savoir si la réponse 1) vaut mieux que la 2) ou inversement
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[invite6949d091]

Précisions :

S'il n'y a qu'un seul corps massique dans le vide, comment savoir s'il se meut ou s'il ne se meut pas ? Ou alors un corps massique, absolument seul dans le vide ni se meut, ni ne se meut pas !

Maintenant avec deux corps massiques, A et B, non moins dans le vide :

A se rapproche (ou s'éloigne) de B (équivalent B se rapproche ou s'éloigne de A) ou A et B sont immobiles l'un par rapport à l'autre ou peut-être se meuvent-ils équivalemment (attention ici pas de "vitesse"), sur une même direction, dans le même sens, qui le sait ?

... avec trois corps, quatre, dix ou mille ou une infinité si l'univers est infini, le raisonnement est le même : dans tous les cas il faut des critères objctifs pour savoir si, dans le vide, des corps donnés se meuvent ou pas !

Dans tous les cas pour parler de "vitesse" il faut au moins un corps de référence : une "vitesse" c'est toujours "par rapport à ", quelque chose.

Donc comme pour parler de "mouvement" il semble qu'il faille toujours, à un moment donné, parler de "vitesse", là encore pour parler de "mouvement" il semble qu'il faille toujours, à un moment donné, au moins un corps de référence.

[Matmat]

C'est un bon début . L'étape suivante c'est la relativité galiléenne .

[invitef29758b5]

Salut

se meut s'il se déplace

"se" mouvoir , c' est "se" déplacer .
En physique un corps ne "se" "meut" pas (sauf les vaches)

Le mouvement est une variation de position dans l' espace .
La position est définie par rapport à un référentiel , donc le mouvement dépend du référentiel .
Suivant le référentiel , le système peu faire meu-meu , ou pas . Dire qu' il est en mouvement ne signifie rien si on ne précise pas dans quel référentiel .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6949d091]

... c'est le verbe "se mouvoir" :

Je me meus
tu te meus
il ou elle se meut
nous nous mouvons
vous vous mouvez
ils ou elles se meuvent



http://la-conjugaison.nouvelobs.com/...se_mouvoir.php

La Physique contemporaine dit que se mouvoir et se déplacer sont deux choses différentes alors que, dans l'imaginaire collectif, c'est la même chose !

Elle réfléchit la mobilité non en termes de déplacements mais en termes de variations de distances.

De distance au sens mathématique, de plus court chemin pour aller vers ou pour s'éloigner de.

Un astéroïde qui se dirige vers la terre se trouvera à une distance minimale de la terre à un moment donné, ensuite en poursuivant sa course il s'éloignera de la terre, sa distance à la terre cessera de décroître, se mettra à grandir.

[invitef29758b5]

La Physique contemporaine dit que se mouvoir et se déplacer sont deux choses différentes

Quelle est donc cette différence ?

Elle réfléchit la mobilité non en termes de déplacements mais en termes de variations de distances.

La distance est une grandeur scalaire , insuffisante pour définir un mouvement .
Il faut une grandeur vectorielle .

[invite6949d091]

Non : pour détecter un mouvement (dans le vide) pas besoin de "grandeurs vectorielles", des variations de distance suffisent.

[Amanuensis]

La Physique contemporaine dit que se mouvoir et se déplacer sont deux choses différentes

Ah bon? Cela vient d'où?

De distance au sens mathématique, de plus court chemin pour aller vers ou pour s'éloigner de.

Non. Une distance en maths c'est plus large que cela.

[Amanuensis]

Non : pour détecter un mouvement (dans le vide) pas besoin de "grandeurs vectorielles", des variations de distance suffisent.

Variation de distance implique mouvement relatif (sous certaines conditions), mais pas réciproquement.

[invitef29758b5]

Non : pour détecter un mouvement ...

En général on a besoin de plus qu' une simple détection .
On cherche à le quantifier , ce que la mesure de distance seule ne permet pas .

[Amanuensis]

Je me posais cette question dernièrement : dans le vide, qu'est-ce que le mouvement d'un corps massique ?

Si vous cherchez la réponse la plus générale possible en physique, vous allez être surpris!

Il y a deux réponses, correspondant à deux idées différentes:

1) Tous les corps sont en mouvement. Leur mouvement est une ligne en 4D.

2) Le mouvement relatif à un référentiel se définit comme suit: un référentiel est un ensemble de lignes 4D (de genre temps), un corps est immobile (par rapport au référentiel) s'il suit l'une de ces lignes, il est en mouvement (par rapport au référentiel) sinon.

Qui plus est, pour la définition 2), deux corps immobiles par rapport au référentiel peuvent très bien avoir une distance entre eux variable dans le temps (cela dépend du référentiel). Il n'en sont pas moins immobiles!

Notons d'ailleurs que ni 1) ni 2) ne prennent en compte une quelconque notion de distance.

Ensuite, à partir de ces définitions générales, on peut s'intéresser à des cas particuliers, soit de mouvement (définition 1), soit de référentiel (définition 2).

[invite6949d091]

... mouvement et vitesse sont très liés, c'est pourquoi il est difficile de démêler les notions !

[Amanuensis]

Pourquoi vouloir les démêler? Suffit de les définir proprement, même si les définitions sont circulaires. Les définitions circulaires, ou définitions conjointes, sont monnaie courante en physique.

[invite6949d091]

Qui veut "quantifier" s'occupe de vitesses, non du mouvement à proprement parler.

Définir le mouvement, ce n'est pas définir des vitesses !

[invitef29758b5]

Qui veut "quantifier" s'occupe de vitesses, non du mouvement à proprement parler.
Définir le mouvement, ce n'est pas définir des vitesses !

Dans ta tête , comment tu définis le terme "mouvement" ?
Il y a forcément une notion de variation de quelque chose dans le temps .
Pour moi , c' est une variation de la position (définie dans un référentiel) donc indissociable d' une vitesse .

[invite6949d091]

Variation de distance c'est suffisant pour détetecter un mouvement, mais ce n'est pas nécessaire !

Robinson est sur son radeau en plein océan, sans nul repère pour le guider, pour savoir s'il bouge ou non. Une île ou un phare apparaît au loin. Super se dit-il grâce à l'île il va pouvoir savoir s'il bouge ou pas (se rapproche ou s'éloigne de l'île) en mesurant au moins deux fois sa distance à l'île. Hélas quand il mesure sa distance à l'île, à plusieurs reprises il trouve toujours la même chose non parce qu'il ne bouge pas mais parce qu'il tourne autour de l'île selon un cercle ! Mince se dit-il et voilà qu'un bateau surgit au loin donc maintenant il mesure sa distance au bateau mais là encore il trouve toujours la même chose, parce que le bateau pas de bol lui aussi tourne autour de l'île à la même vitesse constante (par rapport à l'île) que le radeau, sur le même cercle !

Même chose avec trois boules, B0, B1 et B2 dans le vide : si B1 et B2 tournent à mêmes vitesses constantes (par rapport à B0) autour de B0 selon un cercle centré sur B0, alors où que ce soit (en B0, B1 ou B2) toutes les distances possibles sont invariantes alors que B1 et B2 tournent autour de B0 !

Donc variation de distance c'est suffisant mais pas nécessaire.

En rajoutant variation de direction à variation de distance, ça pourrait faire un critère nécessaire et suffisant pour savoir si un corps massique, dans le vide, se meut ou non, je pense !

[invite6949d091]

En rajoutant variation de direction à variation de distance, ça pourrait faire un critère nécessaire et suffisant pour savoir si un corps massique, dans le vide, se meut ou non, je pense !

C'est-à-dire variation de distance OU variation de direction.

Dans tous les cas de direction, si c'est faisable (mesurable) c'est préférable à de distance, je pense.

[invitef29758b5]

En rajoutant variation de direction à variation de distance

Donc une grandeur vectorielle en (R,θ) .
Qui peut aussi être décrite en (x,y) donc sans passer par la notion de distance .

[invite6949d091]

Mais pour mesurer, dans le vide, un changement de direction il faut au moins trois corps.

Avec un seul corps ou deux corps comment est-ce possible ?

Donc, dans le vide, avec un seul corps ou deux corps comment savoir si ça bouge ?

1) Ne jamais pouvoir le savoir s'il n'y a qu'un seul corps.

2) Avec deux corps, ne pouvoir le savoir que si la seule distance mesurable varie dans le temps.

[invitef29758b5]

Mais pour mesurer, dans le vide, un changement de direction il faut au moins trois corps.

Non !
Il faut un référentiel .

[invite6949d091]

Avec un "référentiel" c'est faire des mathématiques.

Avec trois objets concrets, physiques, massiques, c'est faire de la Physique pratique, ce que peut faire Robinson avec quelques instruments.

Les marins se dirigent avec des étoiles "fixes", peu ou prou. Usent de gyroscopes sophistiqués, n'ont pas que des idées abstraites pour faire aller les navires !

Deux corps physiques donnent une droite mathématique. Trois corps physiques donnent un plan mathématique, c'est pour ça que les tabourets, jamais bancales, ont trois pieds

[Amanuensis]

Mais pour mesurer, dans le vide, un changement de direction il faut au moins trois corps.

Mal dit. Cela dépend ce qu'on entend par "corps". Si on parle de "particules matériels ponctuelles", il en faut bien plus.

Mais si le point porte sur la différence entre local et distant, i.e., que pour parler de changement de direction il faut une référence à trois corps lointains, alors non, ce n'est pas nécessairement nécessaire (dépend de ce qu'on conceptualise dans "mouvement", "direction", "vitesse", etc.).

Un ensemble de gyromètres et d'accéléromètres permet de détecter localement, sans aucune référence extérieure, une forme de changement de direction. (La seule forme ayant un sens physique absolu en RG, d'ailleurs.)

Cette approche oppose "en chute libre" à "accéléré" plutôt que "en mouvement" à "immobile". La première est conceptuellement plus moderne que l'autre, qui ne fait pas décoller des concepts newtoniens...

[invite6c093f92]

Les marins se dirigent avec des étoiles "fixes", peu ou prou.

Donc, utilisent bien un système de référence

[Amanuensis]

Avec trois objets concrets, physiques, massiques, c'est faire de la Physique pratique, ce que peut faire Robinson avec quelques instruments.

Les marins se dirigent avec des étoiles "fixes", peu ou prou. Usent de gyroscopes sophistiqués, n'ont pas que des idées abstraites pour faire aller les navires !

Deux corps physiques donnent une droite mathématique. Trois corps physiques donnent un plan mathématique, c'est pour ça que les tabourets, jamais bancales, ont trois pieds

Tout à fait en ligne avec la mécanique de Newton.

Si on accepte d'en rester à la conceptualisation de Newton, celle du début XVIIIème (et en ignorant Leibniz et Galilée), c'est très bien, rien à redire.

(Notons que pour aller un peu plus loin que la navigation maritime, les occupants d'Apollo XIII on fait pareil...)

[invite6949d091]

Cela dépend ce qu'on entend par "corps". Si on parle de "particules matériels ponctuelles", il en faut bien plus.

Si trois boules B0,B1 et B2 respectivement de masses m0,m1,m2, évoluent dans le vide alors si les diamètres sont très petits en regard des distances entre les boules, alors elles sont assimilables à des points matériels ou à des masses ponctuelles. La Physique procède par approximations, ce qui lui permet de se servir des Mathématiques comme d'un instrument ou d'un outil.

Donc si trois boules B0, B1, B2 assimilables à des points matériels, évoluent dans le vide de telle sorte que B1 et B2 tournent autour de B0, à tout instant à la même vitesse par rapport à B0, alors où que puisse se situer un observateur-mesureur (sur B0 ou sur B1 ou sur B2), toutes les distances qu'il peut mesurer sont invariantes.

Donc si l'observateur est en B0 alors dans ce cas précis s'il veut savoir si B1 change de direction il ne le peut pas car le seul autre repère qu'il a pour se situer dans le vide est B2, qui tourne autour de B0 comme B1 !

Donc avoir trois corps est condition minimale pour déceler, dans le vide, un changement de direction. En effet si B2 évoluait différemment que B1 par rapport à B0, alors l'angle vu de B0 varierait.

Donc, utilisent bien un système de référence

Bien sûr qu'il faut au moins un système de référence pour se situer, dans l'espace ou dans le vide !

Pour cela il faut au moins trois points ou corps de référence. Un point ou corps absolument fixe serait l'idéal mais dans la pratique les marins utilisent des étoiles, non immobiles mais si lointaines que, par rapport aux bateaux, elles sont comme immobiles.

[invite6949d091]

Donc avoir trois corps est condition minimale

Condition minimale <=> nécessaire mais pas suffisante.

[Amanuensis]

D'accord. Trois points ce n'est pas suffisant (= il est nécessaire d'en avoir strictement plus).

[invite6949d091]

Si ça peut être suffisant pour détecter du mouvement, mais cela n'est pas nécessaire pour détecter du mouvement.

[invitef29758b5]

Si trois boules B0,B1 et B2 respectivement de masses m0,m1,m2, évoluent dans le vide alors si les diamètres sont très petits en regard des distances entre les boules, alors elles sont assimilables à des points matériels ou à des masses ponctuelles. La Physique procède par approximations, ce qui lui permet de se servir des Mathématiques comme d'un instrument ou d'un outil.

Donc si trois boules B0, B1, B2 assimilables à des points matériels, évoluent dans le vide de telle sorte que B1 et B2 tournent autour de B0, à tout instant à la même vitesse par rapport à B0, alors où que puisse se situer un observateur-mesureur (sur B0 ou sur B1 ou sur B2), toutes les distances qu'il peut mesurer sont invariantes.

Des boules , de masses , des corps ...
Que de complications inutiles !
_3 Points A, B , C
_Un observateur (au point O)
ABC forme un triangle indéformable ?
A partir de là que cherches tu à démontrer .
"Détecter un mouvement" , ça signifie quoi ?

Pour définir le mouvement de ABC , il faut et il suffit de connaitre la vitesse de 3 points non alignés .(si ABC est indéformable)

[invite6486d7bd]

La question première qu'il est à mon avis nécessaire d'élucider, et qui change radicalement la manière de percevoir le mouvement est :
Existe-t-il une orientation propre à un élément matériel (une propriété locale relative à l'univers, l'univers étant orienté) ou bien l'orientation de l'élément matériel n'est-elle qu'une propriété déduite des autres "points" matériels ?

Dans ce sens, il faut se poser la question de ce qu'est une rotation.
La première hypothèse est que la rotation est une propriété propre à l'élément matériel.
La deuxième est que la rotation n'existe pas en soi mais n'est qu'une propriété des seuls corps composés de sous-éléments, issu du mouvement des sous-éléments entre-eux.
Les sous-éléments qui ne peuvent se décomposer en éléments plus petits n'ayant pas la propriété rotation (pas d'orientation donc).