violation de la conservation du mouvement?

[harmoniciste]

Bonjour
J'ai visionné, il y déjà quelques temps, une vidéo prise dans une capsule spatiale en état d'apeseur où un astronautes se livre à une gymnastique déroutante: Allongé immobile et sans aucun contact avec les cloisons, il effectue alors un mouvement de torsion et d'ondulation de son corps, trop rapide pour que je puisse le décrire, et se retrouve à nouveau allongé immobile au même endroit mais tout son corps ayant pivoté de 90° sur lui-même. Quelqu'un peut-il m'expliquer comment, sans appui extérieur, une telle rotation peut-elle se produire?
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[bongo1981]

Avec des frottements avec l'air ?

[philou21]

bonsoir

c'est quoi la conservation du mouvement ?

[bongo1981]

je suppose qu'il voulait dire conservation de la quantité de mouvement et du moment cinétique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[philou21]

je suppose qu'il voulait dire conservation de la quantité de mouvement et du moment cinétique.

sans doute...

alors :
immobile au départ
immobile à l'arrivée
y-a pas violation, non ?

[zoup1]

Oui, on peut expliquer cela relativement facilement et pour rassurer tout le monde cela n'implique aucune violation des lois de conservation. En particulier, le moment cinétique est conservé dans cette affaire.
j'aimerais bien avoir un lien sur cette vidéo....

Du fait de la conservation du moment cinétique... et vu que l'astronaute constitue un "système isolé", comme son moment cinétique est nul à un moment donné, il reste nul tout le temps (en tout cas tant qu'on peut le considérer comme un système isolé).
Cela veut dire que si l'astronaute fait un mouvement pour faire tourner ses bras vers la gauche le reste de son corps va tourner vers la droite et cela d'autant plus que le reste du corps est éloigné de l'axe de rotation.

L'idée c'est cela :
- J'écarte les bras et je sers les jambes.
- je fais tourner les bras vers la gauche.
i.e (les bras tournent peu alors que les jambes tournent beaucoup)
- Je sers les bras et j'écarte les jambes.
- Je fais tourner les jambes ves la gauche.
i.e. (les bras tournent beaucoup alors que les jambes tournent peu).

Au total, l'ensemble à tourner vers la droite...

[bongo1981]

sans doute...

alors :
immobile au départ
immobile à l'arrivée
y-a pas violation, non ?

Normalement si ton buste tourne à gauche, des hanches tournent à droite

[mbochud]

Zoup a très bien répondu. La friction de l’air n’y est pour rien.

Les chats sont les spécialistes de ce type de mouvement .Il retombent toujours sur leurs pattes. Il méritent un bon diplôme de physique mécanique.

[harmoniciste]

Oui, on peut expliquer cela relativement facilement et pour rassurer tout le monde cela n'implique aucune violation des lois de conservation. En particulier, le moment cinétique est conservé dans cette affaire.
j'aimerais bien avoir un lien sur cette vidéo....

Du fait de la conservation du moment cinétique... et vu que l'astronaute constitue un "système isolé", comme son moment cinétique est nul à un moment donné, il reste nul tout le temps (en tout cas tant qu'on peut le considérer comme un système isolé).
Cela veut dire que si l'astronaute fait un mouvement pour faire tourner ses bras vers la gauche le reste de son corps va tourner vers la droite et cela d'autant plus que le reste du corps est éloigné de l'axe de rotation.

L'idée c'est cela :
- J'écarte les bras et je sers les jambes.
- je fais tourner les bras vers la gauche.
i.e (les bras tournent peu alors que les jambes tournent beaucoup)
- Je sers les bras et j'écarte les jambes.
- Je fais tourner les jambes ves la gauche.
i.e. (les bras tournent beaucoup alors que les jambes tournent peu).

Au total, l'ensemble à tourner vers la droite...

Bon, mais s'il répète dans le même sens la même opération à l'infini, on peut dire qu'il tourne non? (même si c'est par saccade). Pourtant, rien ne s'est mis à tourner dans le sens contraire !

[mbochud]

Pourtant, rien ne s'est mis à tourner dans le sens contraire !

Ne pas oublier que l’on n’a pas ici un solide monobloc , mais on peut décomposer ce système en plusieurs solides et quand on dit que « s'est mis à tourner « , de quoi parle-t-on au juste?

[mbochud]

Ne pas oublier que l’on n’a pas ici un solide monobloc , mais on peut décomposer ce système en plusieurs solides et quand on dit que « s'est mis à tourner « , de quoi parle-t-on au juste?

Il y a bien 2 "choses"qui tournent en sens inverse.Mais que sont ces choses.
Le petit dessin jpg le montre.

[harmoniciste]

Ne pas oublier que l’on n’a pas ici un solide monobloc , mais on peut décomposer ce système en plusieurs solides et quand on dit que « s'est mis à tourner « , de quoi parle-t-on au juste?

Ben....l'atronaute était dans une certaine position, et une seconde plus tard cette position est modifiée de 90°. Comme il faut bien admettre que, même allongé avec les bras le long du corps, il possède un moment d'inertie non nul autour de l'axe tête-pied, cette rotation n'aurait pas dû pouvoir se faire sans qu'une autre masse n'ait effectué une rotation d'un certain angle dans l'autre sens. Mais je ne vois pas laquelle!

[Pio2001]

On peut reprendre le protocole de Zoup1 avec les mains uniquement.
Les bras écartés, on tourne les bras dans un sens.
On les ramène à soi.
On les tourne dans l'autre sens.
On les écarte.
On les tourne dans le premier sens.
etc

C'est équivalent à touiller dans le vide devant soi. Comme si on faisait tourner la manivelle d'une essoreuse à salade imaginaire.

Dans cet exemple, ce sont nos mains qui ont tourné dans le sens inverse. L'astuce est qu'il n'est pas nécessaire qu'elles tournent autour de notre buste, ce qui serait anatomiquement impossible. Elle ont le même moment cinétique si on les fait tourner devant nous.

Je me demande si la même chose est possible pour un déplacement linéaire. On en avait parlé dans une discussion sur les brevets de "propulsion inertielle".
J'avais consulté l'un d'eux, et je n'étais pas parvenu à déterminer si cela fonctionnait ou non. En tout cas cela ne semblait violer aucune loi fondamentale. L'appareil évoquait une sorte de nagueur avec des gyroscopes au bout des bras.

[harmoniciste]

On peut reprendre le protocole de Zoup1 avec les mains uniquement.
Les bras écartés, on tourne les bras dans un sens.
On les ramène à soi.
On les tourne dans l'autre sens.
On les écarte.
On les tourne dans le premier sens.
etc

C'est équivalent à touiller dans le vide devant soi. Comme si on faisait tourner la manivelle d'une essoreuse à salade imaginaire.

Dans cet exemple, ce sont nos mains qui ont tourné dans le sens inverse. L'astuce est qu'il n'est pas nécessaire qu'elles tournent autour de notre buste, ce qui serait anatomiquement impossible. Elle ont le même moment cinétique si on les fait tourner devant nous.

Je me demande si la même chose est possible pour un déplacement linéaire. On en avait parlé dans une discussion sur les brevets de "propulsion inertielle".
J'avais consulté l'un d'eux, et je n'étais pas parvenu à déterminer si cela fonctionnait ou non. En tout cas cela ne semblait violer aucune loi fondamentale. L'appareil évoquait une sorte de nagueur avec des gyroscopes au bout des bras.

Bonjour
Mais si on tourne les bras, écartés, dans un sens, le corps va tourner dans l'autre. et lorsqu'on va les ramener le long du corps, celui-ci tournera en sens contraire jusqu'à sa position initiale: Et la position angulaire initiale ne devrait pas avoir changé.

[Pio2001]

Bonjour
Mais si on tourne les bras, écartés, dans un sens, le corps va tourner dans l'autre.

Ok.

et lorsqu'on va les ramener le long du corps, celui-ci tournera en sens contraire jusqu'à sa position initiale

Ce n'est pas cela. On part d'une position immobile bras écartés. On imprime une accélération aux bras pour amorcer leur mouvement, puis on stoppe.

Les mains se sont déplacées dans une direction, et le corps a tourné en sens inverse. L'ensemble est de nouveau immobile.

C'est alors qu'on ramène les bras à soi. Sans aucun mouvement de rotation, ni du corps, ni des bras.

[zoup1]

J'ai visionné, il y déjà quelques temps, une vidéo prise dans une capsule spatiale en état d'apeseur où un astronautes se livre à une gymnastique déroutante: Allongé immobile et sans aucun contact avec les cloisons, il effectue alors un mouvement de torsion et d'ondulation de son corps, trop rapide pour que je puisse le décrire, et se retrouve à nouveau allongé immobile au même endroit mais tout son corps ayant pivoté de 90° sur lui-même. Quelqu'un peut-il m'expliquer comment, sans appui extérieur, une telle rotation peut-elle se produire?

Je serai vraiment intéressé par avoir une telle vidéo...

[harmoniciste]

Ok.



Ce n'est pas cela. On part d'une position immobile bras écartés. On imprime une accélération aux bras pour amorcer leur mouvement, puis on stoppe.

Les mains se sont déplacées dans une direction, et le corps a tourné en sens inverse. L'ensemble est de nouveau immobile.

C'est alors qu'on ramène les bras à soi. Sans aucun mouvement de rotation, ni du corps, ni des bras.

Bonjour
Il me semble qu'en ramenant les bras le long du corps ils feront revenir le buste à sa place initiale puisqu'ils ne sont pas articulés dans l'axe du buste mais aux épaules, qui ne sont plus alignées avec les bras à ce moment.

Je suis désolé de ne pouvoir vous retrouver cette vidéo. Pour être plus précis, ils étaient trois astronautes alignés mimant une marche au pas militaire avec Quart de tour à gauche...Gauche! et ainsi de suite.

[Pio2001]

Bonjour
Il me semble qu'en ramenant les bras le long du corps ils feront revenir le buste à sa place initiale puisqu'ils ne sont pas articulés dans l'axe du buste mais aux épaules, qui ne sont plus alignées avec les bras à ce moment.

Est-ce que tu peux me ré-expliquer cela en considérant que le buste est une portion de plan, les épaules deux points, et les bras des segments de droite ?

Parce que les épaules sont forcément dans l'alignement des bras, ou alors le bonhomme vient d'avoir un gros, gros problème.

[harmoniciste]

Est-ce que tu peux me ré-expliquer cela en considérant que le buste est une portion de plan, les épaules deux points, et les bras des segments de droite ?

Parce que les épaules sont forcément dans l'alignement des bras, ou alors le bonhomme vient d'avoir un gros, gros problème.

OK
Si, j'ai bien compris tes mouvements:
1) à la fin du premier : les bras se retrouvent écartés dans plan du buste, alignés avec les deux épaules (il ne s'ensuit aucune rotation du plan dans l'espace)
2) à la fin du deuxième: les bras se retrouvent perpendiculaires au plan. Le doit devant, le gauche derrière. De plus, le plan a tourné d'un certain angle à gauche autour de l'axe pieds/tête).
(Cette rotation du blan du buste a nécessairement été produite par un couple de forces appliqué aux épaules. Dans un sens d'abord, pour lancer la rotation du buste, et dans l'autre sens ensuite pour le stopper)
3) à la fin du troisième: les bras se retrouvent à nouveau le long du corps, le bras droit s'étant déplacé dans un plan perpendiculaire au plan du buste et passant par l'épaule droite. Id pour le bras gauche.
(C'est au début de ce troisième mouvement des bras qu'une force de réaction a nécessairement tiré vers l'avant sur l'épaule D et vers l'arrière l'épaule G, induisant une rotation du buste vers la G. A la fin de ce mouvement, un nouveau couple de force stoppe la rotation du buste. Et tout devrait se retouver normalement à l'exacte position initiale.
Et pourtant....????

[zoup1]

J'ai fait des petits dessins pour illustrer les mouvement dans le cas où on utilise que les bras... les petits dessins sont vus de haut... j'espère que c'est clair

[harmoniciste]

Bonjour
Merci Zoup1 pour tes dessins très explicatifs.
Je n'avais pas vu les choses comme çà et je suis d'accord. Ton bonhomme semble bien avoir tourné sans violer le principe de la conservation de l'inertie cinétique.
Ce qui m'impressionne c'est qu'une suite ininterrompue de ces mouvement produit bien une vitesse moyenne de rotation sans qu'aucune autre masse nait du, en moyenne, être mise en rotation dans l'autre sens.

[zoup1]

Bonjour
Merci Zoup1 pour tes dessins très explicatifs.
Je n'avais pas vu les choses comme çà et je suis d'accord. Ton bonhomme semble bien avoir tourné sans violer le principe de la conservation de l'inertie cinétique.
Ce qui m'impressionne c'est qu'une suite ininterrompue de ces mouvement produit bien une vitesse moyenne de rotation sans qu'aucune autre masse nait du, en moyenne, être mise en rotation dans l'autre sens.

Attention, mon bonhomme a tourné sans violer aucune des lois de conservation. Celle dont on parle ici c'est plutot de la conservation du moment cinétique (pour un système isolé).
Il faut bien voir que là dedans tout se produit à Moment cinétique constant et nul.
Ce qui veut dire qu'il faut dépenser de l'énergie (en interne) pour écarter et ramener les bras le long du corps... et cela de façon permanente pour qu'il puisse y avoir un mouvement continu... En particulier, il n'y a pas vraiment d'inertie associé à la rotation globale, ce qui veut dire que dès lors que la dépense d'énergie s'arrête, le mouvement s'arrête. Dès qu'on cesse de faire les mouvement de bras, il n'y a plus de rotation.

Quand à la conservation de l'énergie, c'est une autre histoire...

[Pio2001]

Ce qui m'impressionne c'est qu'une suite ininterrompue de ces mouvement produit bien une vitesse moyenne de rotation sans qu'aucune autre masse nait du, en moyenne, être mise en rotation dans l'autre sens.

Si, les mains.
Si on regarde les positions successives qu'elles occupent, elles effectuent bien une rotation en sens inverse de la rotation du corps.