Quatrième problème amusant de relativité

[mach3]

en continuant dans l'histoire de contraction des longueurs, il me revient un paradoxe que j'ai lu quand j'étais petit (enfin 12-13 ans par là) dans un science et vie junior sur la RR et que je n'ai jamais compris.

Il s'agit d'un coureur, très rapide le coureur, genre 0,9c en vitesse de pointe, qui rencontre un piège sur son chemin : une grille avec un monstre en dessous. Le truc c'est que pour le coureur l'espace entre les barreau de la grille (qui sont perpendiculaire à sa trajectoire) apparait (par contraction des longueurs) trop petit pour qu'il y tombe, mais pour le monstre, ce sont les pieds du coureur qui rapetissent (tjrs par contraction des longueurs) et qui passent largement à travers les barreaux.. donc le coureur tombera ou pas?

la réponse était qu'il tombera pas, mais j'ai jamais bien pigé le pourquoi. Je sais même pas comment me sortir de ce paradoxe, à part me dire que le coureur va tellement vite que au pire la grille le fera juste trébucher, vu qu'il ne passera pas plus d'un pouième de seconde au dessus de la grille, l'accélération qu'il subira vers le bas sera négligeable, et pas besoin de RR pour résoudre le paradoxe

m@ch3
-----

[nitrojean]

Cette discussion est donc complètement vaine.

Quelle discussion ?

Désolé de venir poluer mais je croyais qu'Einstein avait effectivement montré que la contraction des corps en mouvement est un phénomène visuel et non pas réel.

Il me semble que mmy a déjà écrit, en gros, que « visuel » = « réel ». Une perception est toujours réelle. Ce qui peut être faux, c’est l’interprétation que nous en faisons. Et l’usage du mot « contraction » en matière de relativité est probablement maladroit. Il faut le voir plus comme une convention de langage commode que comme une description objective du phénomène.
Ici, le phénomène décrit est assez simple :
On a en quelque sorte deux sprinters : (si l’on se met dans le référentiel de la clé ; on peut tenir un raisonnement symétrique en se tenant dans le référentiel de la serrure) d’une part, la lumière -ou, plus judicieusement, « l’onde causale »-, se déplaçant à la vitesse c, qui, au moment du choc de la poignée sur l’entrée de la serrure, va devoir parcourir la longueur de la clé, et, d’autre part, l’interrupteur de la serrure qui, dans un temps au maximal égal, devra parcourir à la vitesse v la distance qui le sépare encore de la tête de la clé.
L'interrupteur a certainement « gagné » s'il arrive le premier de ces deux sprinters.
Le calcul permet donc de déterminer une vitesse au-delà de laquelle rien ne pourra empêcher la clé d’actionner l’interrupteur. De ce point de vue, il n’est donc pas vain.
Mais on peut se demander aussi ce qui se passera si la vitesse est inférieure à cette limite. A mon avis, il y a gros à parier que la clé actionnera l’interrupteur, même si la vitesse est nettement inférieure à la limite précitée.
On peut faire un calcul grossier de l’énergie cinétique d’une clé réelle à des vitesses relativistes et montrer que, après impact, cette énergie se convertissant au moins en partie en chaleur, va liquéfier, et même vaporiser, la poignée de la clé et l’entrée de la serrure, détruisant ainsi tout lien moléculaire et permettant donc à la tête de la clé de poursuivre son chemin. A mon avis, un tel impact est un phénomène complexe.

[pmdec]

Bonjour,

en continuant dans l'histoire de contraction des longueurs, il me revient un paradoxe que j'ai lu quand j'étais petit (enfin 12-13 ans par là) dans un science et vie junior sur la RR et que je n'ai jamais compris.
.../...

Effectivement, le problème de ce fil est ,ahma, le même que celui que tu décris. C'est aussi celui qui ressort régulièrement pour Les jumeaux, à savoir lequel à vieilli puisque tout est symétrique, etc,

Or (toujours ahma !), il est faux de dire que ces problèmes sont symétriques. Car un seul des deux objets (clef/serrure, courreur/grille, jumeau1/jumeau2, ...) subit, pour réaliser l'expérience, une accélération.Et (toujours ahma ...) seul le point de vue de l'autre compte, car il devient le nôtre : nous ne déclarons pas "être partis quelquepart à toutes berzingues pour faire une manip" ...
A+
PM

[invité576543]

Il me semble que mmy a déjà écrit, en gros, que « visuel » = « réel ».

M'en rappelle pas...

Une perception est toujours réelle. Ce qui peut être faux, c’est l’interprétation que nous en faisons. Et l’usage du mot « contraction » en matière de relativité est probablement maladroit. Il faut le voir plus comme une convention de langage commode que comme une description objective du phénomène.

Tout à fait d'accord. On joue beaucoup trop sur les mots dans ce domaine. Mieux vaut aller plus dans le détail de ce qu'il se passe que s'arrêter à des mots ambigus.

Ici, le phénomène décrit est assez simple :
On a en quelque sorte deux sprinters : (si l’on se met dans le référentiel de la clé ; on peut tenir un raisonnement symétrique en se tenant dans le référentiel de la serrure) d’une part, la lumière -ou, plus judicieusement, « l’onde causale »-, se déplaçant à la vitesse c, qui, au moment du choc de la poignée sur l’entrée de la serrure, va devoir parcourir la longueur de la clé, et, d’autre part, l’interrupteur de la serrure qui, dans un temps au maximal égal, devra parcourir à la vitesse v la distance qui le sépare encore de la tête de la clé.

Attention à la description causale. Si la vitesse est suffisamment grande, on ne plus dire que l'avant ou l'arrière touche le premier dans l'absolu. Ca dépend du référentiel. La description de ce qu'il se passe dépendra du référentiel, et ce même si ce qu'il se passe est unique.

Description 1: l'avant touche en premier, la serrure est si courte qu'à ce moment l'arrière a encore du chemin à faire. Mais sous le choc la serrure s'allonge, ce qui amène l'arrière à toucher avant que la serrure atteigne un état stable.

Description 2: l'arrière touche en premier et l'avant a encore du chemin à faire. Mais le choc est si fort que la clé s'allonge, et l'avant touche avant que la clé atteigne un état stable.

Il y a diverses descriptions valables. La plus satisfaisante est vraisemblablement celle vue du centre de masse, et cela dépend de données non indiquées.

Mais on peut se demander aussi ce qui se passera si la vitesse est inférieure à cette limite. A mon avis, il y a gros à parier que la clé actionnera l’interrupteur, même si la vitesse est nettement inférieure à la limite précitée.
On peut faire un calcul grossier de l’énergie cinétique d’une clé réelle à des vitesses relativistes et montrer que, après impact, cette énergie se convertissant au moins en partie en chaleur, va liquéfier, et même vaporiser, la poignée de la clé et l’entrée de la serrure, détruisant ainsi tout lien moléculaire et permettant donc à la tête de la clé de poursuivre son chemin. A mon avis, un tel impact est un phénomène complexe.

Tout à fait. Au mieux on peut imaginer un matériau très élastique, dissipant suffisamment vite l'énergie thermique générée suite à la compression ou l'étirement. La vitesse de l'onde de déformation étant limitée, l'avant touchera par déformation élastique, et ce à une vitesse minimale liée vraisemblablement à la vitesse du son.

En fait, l'expérience doit être tout à fait possible avec deux billes reliées par un ruban élastique en caoutchouc. Quand la bille arrière se bloque, la distance entre les deux billes va augmenter, et la première peut toucher quelque chose à une distance du point de blocage plus grande que la distance entre bille en vitesse stabilisée... Ca paraît moins magique que d'évoquer la relativité, certes, mais où est la différence?

Cordialement,

[invité576543]

Bonjour,Effectivement, le problème de ce fil est ,ahma, le même que celui que tu décris.

Je ne pense pas. Le cas décris par mach3 est le même que l'échelle dans la grange et autres, et c'est bien un problème de "visuel", à savoir de ce qui est observé, mesuré. Les deux observations sont "correctes", mais simplement la comparaison de longueur entre deux objets non immobiles l'un par rapport à l'autre ne doit pas être interprétée de la même manière que s'ils le sont. En particulier il n'y a pas de déformation (allongement ou contraction) au sens du message du 25/07 16h34.

Dans le problème de ce fil, il y a accélération: les deux objets ne continuent pas gentiment leur chemin comme si l'autre n'existait pas. Et il y a nécessairement déformation au sens susdit. Celle-ci est liée à l'accélération, pas directement à la différence de vitesse. La différence de vitesse initiale impose une déformation minimale en cas de décélération instantanée d'une des extrémités.

Cordialement,

[mach3]

en fait plus j'y repense, plus j'ai l'impression que cette histoire de coureur et de grille n'a rien à voir avec la relativité : imaginons qu'il n'y ai pas de grille, mais juste un trou, pour le coureur comme pour le monstre il ne fait aucun doute que les pieds du coureur sont plus petit que le trou (sauf si la vitesse du coureur est vraiment vraiment grande, mais ne raisonnons pas dans ce cadre). Pourtant, compte tenu de sa vitesse le coureur ne peut pas tomber : il n'aura parcouru qu'une distance négligeable vers le bas pendant le (très court) temps qu'il passera au dessus du trou... un rapide calcul de mécanique classique le montre! donc au pire il va se prendre le pied sur le rebord et se ramasser après la traversée du trou (à une vitesse quasiluminique ça doit faire bien mal )

revenons au problème clé/serrure, j'ai essayé de mieux le comprendre en le simplifiant mais je dois dire que je m'y perds. Considérons que la clé et la serrure font tout deux 10cm de long, pèsent la même masse et que la vitesse relative clé/serrure est de 0,6c. Dans un référentiel A bougeant à 0,6c vers la serrure(qui est donc celui de la clé avant sa collision avec la serrure) la serrure apparait comme mesurant 8 cm et dans le référentiel B bougeant à 0,6c dans la direction de la clé (celui de la serrure avant la collision) la clé mesure 8cm.

Dans le premier référentiel le bout de la clé touche le fond de la serrure en premier et la boucle touche l'entrée de serrure ensuite, à la fin l'ensemble clé/serrure (si il n'y a pas de rebond...) doit se déplacer à 0,3c dans la même direction que se déplaçait la serrure (ici je ne suis pas sur d'avoir raison en considérant la vitesse du centre de masse d'une manière classique...). Supposons que dès l'instant ou le bout de la clé touche le fond de la serrure ces deux partie ralentissent à 0,3c, on assiste à un rétrécissement de la serrure et à un allongement de la clé, jusqu'à ce qu'ils aient la même taille (c'est le moment où la boucle touche l'entrée), dans les 7cm environ.

Exactement l'inverse se produit dans le référentiel B, la boucle touche l'entrée, la clé s'allonge et la serrure rétrécit jusqu'à ce que le bout de la clé touche le fond.

Si on se place dans le référentiel C lié au centre de masse, on a une serrure et une clé légèrement raccourcis qui se rapprochent du centre de masse à 0,3c (même remarque qu'au dessus, c surement un raisonnement classique que de prendre la moitié...), le bout de la clé et le fond de la serrure se touchent en même temps que la boucle et l'entrée de la serrure et ensuite obtient donc un ensemble clé/serrure immobile qui s'allonge jusqu'à faire à nouveau 10cm.

ça doit pas être très correct et du coup je ne comprend pas ce qui se passerait en cas de rupture de la clé et/ou de la serrure. Imaginons que la clé rompe, quel en sera la cause? Dans le référentiel B ce serait la collision boucle/entrée (étirement de la clé), mais dans le A? le rétrécissement de la clé causée par contact bout/fond (compression de la clé)? et dans C??

m@ch3

PS: le dernier paragraphe revient un peu à ce qu'à dit mmy entre temps

[nitrojean]

M'en rappelle pas...

Bonjour mmy.
Je me fondais sur ton message 69.

Attention à la description causale. Si la vitesse est suffisamment grande, on ne plus dire que l'avant ou l'arrière touche le premier dans l'absolu. Ca dépend du référentiel. La description de ce qu'il se passe dépendra du référentiel, et ce même si ce qu'il se passe est unique.

Si l’on se place dans les référentiels considérés (à savoir celui de la clé ou celui de la serrure) et dans les conditions décrites (clé deux fois plus courte que la serrure), l’arrière de la clé touche toujours en premier.
Un petit dessin vaut parfois mieux qu’une longue explication.
J’en ai griffonné un vite-fait en deuxième partie de cette page :
http://home.scarlet.be/~tsd93297/GET...ist_ref_et.htm

En fait, l'expérience doit être tout à fait possible avec deux billes reliées par un ruban élastique en caoutchouc.

En effet. C’est équivalent à considérer que l’avant et l’arrière de la clé sont dans le même référentiel, mais ne sont pas solidaires.

Quand la bille arrière se bloque, la distance entre les deux billes va augmenter, et la première peut toucher quelque chose à une distance du point de blocage plus grande que la distance entre bille en vitesse stabilisée... Ca paraît moins magique que d'évoquer la relativité, certes, mais où est la différence?

La différence est que, dans le problème proposé, on se demande justement si la cohésion interne de la clé ne risque pas d’interdire l’actionnement de l’interrupteur et de montrer qu’il y a une vitesse minimale à partir de laquelle cela n’arrivera certainement jamais et ce, pour des raisons purement cinématiques.
Mais il y a fort à "craindre" que, même pour des vitesses inférieures, la collision de la serrure en butée ne soit équivalente à une explosion...

[invité576543]

Si l’on se place dans les référentiels considérés (à savoir celui de la clé ou celui de la serrure) et dans les conditions décrites (clé deux fois plus courte que la serrure), l’arrière de la clé touche toujours en premier.

Du point de vue de la clé, elle peut être plus longue que le trou (s'il est "contracté" suffisamment) et donc dans un tel cas c'est l'avant qui touche le premier, non?

Cordialement,

[nitrojean]

Du point de vue de la clé, elle peut être plus longue que le trou (s'il est "contracté" suffisamment) et donc dans un tel cas c'est l'avant qui touche le premier, non?
Cordialement,

Oui. Oui. Mes excuses. J'avais mal compris le sens du post.

[pmdec]

Bonsoir,

.../...

Dans le problème de ce fil, il y a accélération: les deux objets ne continuent pas gentiment leur chemin comme si l'autre n'existait pas.
.../...
Cordialement,

Ce n'est pas de cette accélération dont je parlais, mais de celle(s) nécéssaire à "l'expérience" : il faut bien qu'à un moment on ai les deux objets immobiles l'un par rapport à l'autre et par rapport au repère dans lequel on fait les mesures (de longueurs). Puis l'un, les deux ou les trois subissent une (des) accélération(s) pour les éloigner l'un de l'autre, puis une nouvelle accélération pour qu'ils se rapprochent : leur historiques vis à vis de ces accélérations ne peuvent être identiques. L'expérience est donc différente selon le point de vue où l'on se place. (Il en est de même pour Les Jumeaux : celui qui a moins vieilli est celui qui a subit l'accélération pour "partir en voyage", puis une autre pour revenir et une troisième pour s'arrêter à nouveau à côté de l'autre. Ce nombre d'accélérations étant impair, il n'est pas possible d'échanger les points de vue, du moins je crois ...).
Tout ceci, ahma bien entendu !
A+
PM

[invité576543]

il faut bien qu'à un moment on ait les deux objets immobiles l'un par rapport à l'autre et par rapport au repère dans lequel on fait les mesures (de longueurs).

Non. C'est d'ailleurs là un point intéressant, que je trouve rarement clarifié.

Il suffit que les "mesureurs", chacun dans son référentiel, se mettent d'accord sur un "étalon universellement localement reproductible". Cela peut se faire intégralement par transmission d'information sans aucun besoin de rendre nulle la vitesse relative. La seule question est si cela existe.

Or les étalons de durée et de longueur utilisés maintenant sont bien dans cette catégorie. (Il manque juste la masse, à ce jour...)

L'universalité du comportement de l'atome de caesium vu localement, dans son référentiel propre, est ce qui permet des unités universelles.

Cordialement,

[Sephi]

Un petit dessin vaut parfois mieux qu’une longue explication.

[mamono666]

ahhhh, EUREKA!!!

[invite0e4ceef6]

tu oublie les referenciels dans ton petit dessin, élargi ton point de vue, et tu verras que ce problème ne tient pas debout...

si tu vas aussi vite que la clef et la serrure, il n'y a d'effet relativiste..

seul un observateur exterieur au système pourrais poser ce problème. or du point de vue le clef ou de la serrure, il n'y a pas d'effet relativiste..

[mamono666]

Le probleme est posé par:

"La poignée de la clé fait butée si on essaie de l'enfoncer pour appuyer sur l'interrupteur. Bref, la clé ne peut pas actionner la serrure."

on dirait que ca sous entend que un opérateur, en l'occurence nous meme, essayons d'enfoncer la clé...j'aurrais donc tendance à vouloir fixé le référentiel de l'opérateur avec la serrure.

Apres les deux points de vue sont un peu la pour nous "embrouiller" (faire apparaitre les choses comme paradoxale)

Mais je ne suis sur de rien...

[mach3]

personne pour commenter mon post 96?
http://forums.futura-sciences.com/post1219346-96.html

cordialement

m@ch3

[invité576543]

personne pour commenter mon post 96?
http://forums.futura-sciences.com/post1219346-96.html

Bonne description! J'avais essayé dans le temps, et pas continué... Faut prendre tous les points un par un, ça fait du boulot...

Cdlt

[Pio2001]

en fait plus j'y repense, plus j'ai l'impression que cette histoire de coureur et de grille n'a rien à voir avec la relativité

Si, si, mais c'est super compliqué. Dans le référentiel du coureur, son pied avant peut toucher l'autre bord du trou avant que son pied arrière ne quitte la piste.
Le problème est que les forces d'appui que cela constitue et qui l'empèchent de tomber se propagent elles-mêmes à une vitesse relativiste, comparable à la vitesse de déplacement du coureur.
Le monstre voit donc le coureur flotter au-dessus du trou, mais pour qu'il comprenne bien pourquoi le coureur ne tombe pas, il lui faut observer aussi l'influence des forces d'appui avant et après le trou qui continuent de se propager dans le corps du sprinteur alors qu'il passe au-dessus du trou.

Donc pour modéliser tout ce qui se passe, il nous faut un modèle de force d'appui qui explique comment enjamber un trou, puis transposer ce modèle au déplacements relativistes.

revenons au problème clé/serrure, j'ai essayé de mieux le comprendre en le simplifiant mais je dois dire que je m'y perds. Considérons que la clé et la serrure font tout deux 10cm de long, pèsent la même masse et que la vitesse relative clé/serrure est de 0,6c. Dans un référentiel A bougeant à 0,6c vers la serrure(qui est donc celui de la clé avant sa collision avec la serrure) la serrure apparait comme mesurant 8 cm et dans le référentiel B bougeant à 0,6c dans la direction de la clé (celui de la serrure avant la collision) la clé mesure 8cm.

Dans le premier référentiel le bout de la clé touche le fond de la serrure en premier et la boucle touche l'entrée de serrure ensuite, à la fin l'ensemble clé/serrure (si il n'y a pas de rebond...) doit se déplacer à 0,3c dans la même direction que se déplaçait la serrure (ici je ne suis pas sur d'avoir raison en considérant la vitesse du centre de masse d'une manière classique...). Supposons que dès l'instant ou le bout de la clé touche le fond de la serrure ces deux partie ralentissent à 0,3c, on assiste à un rétrécissement de la serrure et à un allongement de la clé, jusqu'à ce qu'ils aient la même taille (c'est le moment où la boucle touche l'entrée), dans les 7cm environ.

Heuuuu bin non.
Si à 0.6c 10 cm en paraissent 8, alors à 0.3c, ils doivent en paraître plus que 8.
Donc la clé, qui passe de 0 à 0.3 c rétrécit et passe de 10cm à, disons 9 cm, et la serrure qui passe de 0.6c à 0.3c rallonge de 8cm (très contracté), à 9cm, (moins contracté).

Exactement l'inverse se produit dans le référentiel B, la boucle touche l'entrée, la clé s'allonge et la serrure rétrécit jusqu'à ce que le bout de la clé touche le fond.

Oui

Si on se place dans le référentiel C lié au centre de masse, on a une serrure et une clé légèrement raccourcis qui se rapprochent du centre de masse à 0,3c (même remarque qu'au dessus, c surement un raisonnement classique que de prendre la moitié...), le bout de la clé et le fond de la serrure se touchent en même temps que la boucle et l'entrée de la serrure et ensuite obtient donc un ensemble clé/serrure immobile qui s'allonge jusqu'à faire à nouveau 10cm.

Oui

Imaginons que la clé rompe, quel en sera la cause? Dans le référentiel B ce serait la collision boucle/entrée (étirement de la clé), mais dans le A? le rétrécissement de la clé causée par contact bout/fond (compression de la clé)? et dans C??

Ce sera toujours la collision qui cassera la clé.
Dans le référentiel A, le bout de la clé va stopper ET la poignée va se rompre. Les deux évenements sont isolés par la distance qui les séparent, et les ondes de compression et de rupture vont de propager le long de la clé à une certaine vitesse jusqu'à se rejoindre.

[mach3]

Heuuuu bin non.
Si à 0.6c 10 cm en paraissent 8, alors à 0.3c, ils doivent en paraître plus que 8.
Donc la clé, qui passe de 0 à 0.3 c rétrécit et passe de 10cm à, disons 9 cm, et la serrure qui passe de 0.6c à 0.3c rallonge de 8cm (très contracté), à 9cm, (moins contracté).

au temps pour moi, j'ai été trop vite

Ce sera toujours la collision qui cassera la clé.
Dans le référentiel A, le bout de la clé va stopper ET la poignée va se rompre. Les deux évènements sont isolés par la distance qui les séparent, et les ondes de compression et de rupture vont de propager le long de la clé à une certaine vitesse jusqu'à se rejoindre.

mais pour chaque référentiel ça ne sera pas la même collision qui causera la rupture, c'est ça qui me turlupine L'étude de choc entre objets relativistes me semble bien complexe...

m@ch3

[nitrojean]

Ce sera toujours la collision qui cassera la clé.
Dans le référentiel A, le bout de la clé va stopper ET la poignée va se rompre. Les deux évenements sont isolés par la distance qui les séparent, et les ondes de compression et de rupture vont de propager le long de la clé à une certaine vitesse jusqu'à se rejoindre.

Petit commentaire incomplet complémentaire.
Comme tu le disais en début de post, le problème n’est pas évidemment du tout.
(Il est amusant de remarquer au passage que -vu dans le référentiel de l’un d’entre eux-, lorsque les deux mobiles qui se rencontrent sont de même longueur, c’est toujours l’extrémité arrière qui « fait butée » d’abord, avant que l’avant n’atteigne l’arrière de l’autre mobile.)
Il me semble que le problème comporte deux parties.
En les citant « à l’envers » :
L’une concerne les modifications physiques qui vont résulter de la collision pour chaque mobile ; l’énoncé de mach3 suppose que, après collision, les deux extrémités ayant fait butée vont continuer « gentiment » leur chemin de concert, à une vitesse intermédiaire. Je pense que les choses vont se passer de manière moins sympathique.
L’autre concerne l’approche cinématique : en supposant l’hypothèse ci-dessus acceptable (vitesse intermédiaire), l’extrémité de la clé ayant fait butée change de référentiel inertiel et prend une vitesse par rapport à la tête de la clé ; de ce fait, le synchronisme est modifié : la butée effectue un « saut de simultanéité ».

Je suis d’accord avec mach3 : l’étude de chocs à vitesse relativiste est complexe.

[invité576543]

l’extrémité de la clé ayant fait butée change de référentiel inertiel et prend une vitesse par rapport à la tête de la clé

Excuse moi, mais ça ne veut rien dire. L'extrémité qui fait butée change de vitesse (elle décélère). Un objet ne change jamais de référentiel!

; de ce fait, le synchronisme est modifié : la butée effectue un « saut de simultanéité ».

Non. Il y a juste deux parties du même objet qui décélèrent séparément.

La notion de simultanéité est une notion relative, définie uniquement pour un référentiel donné.

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Le problème du choc est difficile principalement à cause de l'élasticité, et en particulier parce que l'inertie est répartie. Si on remplace le problème par deux masses ponctuelles reliées par une "tige" élastique sans masse, aussi bien pour la clé et pour la serrure, on se retrouve avec seulement 4 masses, et ça simplifie. Reste à modéliser ce qu'il se passe pour la tige élastique, i.e., comment se fait le transfert du changement de vitesse.

Autre point à modéliser, la nature des chocs. On va prendre des chocs parfaitement mous instantanés. Et les 4 masses égales.

Selon ce modèle simple, vu du référentiel initial de la serrure. Au temps t1 il y a choc entre les masses arrières. Elles continuent leur mouvement vers l'avant à une vitesse v2 calculable à partir de la conservation de la quantité de mouvement (l'énergie n'est pas conservée, par hypothèse, détail). Au temps t3 il y a choc des parties avant.

La déformation élastique maintenant. Deux possibilités, soit la vitesse de progagation de la déformation est inférieure à la vitesse des masses arrières, soit elle est supérieure. Dans le second cas, il y a extension élastique effective de la "clé" et compression élastique effective de la serrure. Dans le premier cas c'est plus bizarre, on a passé le mur du son, je ne sais pas ce que cela veut dire; rupture pour la clé? Et quoi pour la serrure?

Si l'onde va plus vite que les parties arrière, elle atteint les parties avant en t2. La relation avec t3 est à déterminer! Supposons t2<t3. Les parties avant sont alors mises en mouvement: la partie avant de la clé ralentit, tractée par la tige, et la partie avant de la serrure accélére, poussée par sa tige. Peut-on considérer ces accélérations comme instantanées? Je ne sais pas trop comment modéliser l'élasticité...

C'est à continuer... Et la vision du référentiel initial de la clé est à regarder, mais doit correspondre aux mêmes effets "physiques".

Cordialement,

[nitrojean]

Un objet ne change jamais de référentiel!

? ? ? Je confirme ; j’ai écrit : la butée change de référentiel inertiel.

L'extrémité qui fait butée change de vitesse

Il est plus correct de dire qu’elle change de référentiel inertiel car « changer de vitesse » n’a de sens que de manière relative.

Non. Il y a juste deux parties du même objet qui décélèrent séparément.

En quoi cette décélération séparée justifie-t-elle le « non » ? Le « saut de simultanéité » est illustré par l’exemple classique du voyageur de Langevin et est la traduction du changement de référentiel inertiel. La différence ici est « simplement » que, contrairement au voyageur ponctuel de Langevin, on considère ici plusieurs mobiles distants.

[nitrojean]

N.B. Pour laisser à César ce qui est à César, je précise que j’ai emprunté la locution « saut de simultanéité » à. Chaverondier. Ce « saut de simultanéité » n’a pas de réalité physique stricte, mais peut être défini dans une représentation graphique.

[invité576543]

? ? ? Je confirme ; j’ai écrit : la butée change de référentiel inertiel.

C'est pareil! Un référentiel, inertiel ou non, c'est juste une carte, un moyen de numéroter les lieux et les moments. Un objet ne change pas de référentiel, c'est la personne qui attribue des coordonnées qui peut choisir de changer le référentiel qu'elle utilise.

Il est plus correct de dire qu’elle change de référentiel inertiel car « changer de vitesse » n’a de sens que de manière relative.

Changer de vitesse dans un référentiel donné, est bien plus correct!

Le « saut de simultanéité » est illustré par l’exemple classique du voyageur de Langevin et est la traduction du changement de référentiel inertiel. La différence ici est « simplement » que, contrairement au voyageur ponctuel de Langevin, on considère ici plusieurs mobiles distants.

Mais comme je trouve la notion de "changement de référentiel inertiel" très incorrecte, le "saut de simultanéité" va avec.

Changer de référentiel inertiel ou changer la simultanéité est un privilège de l'observateur, de celui qui attribue des dates et des heures; ça ne correspond à rien pour les phénomènes observés.

A l'opposé, si on se cantonne aux référentiels inertiels, changer de vitesse par rapport à un référentiel inertiel est une propriété indépendante du référentiel inertiel choisi. Et si on veut généraliser à d'autres référentiels, la notion de "accélération non nulle par rapport au référentiel tangent" est générale.

J'imagine d'ailleurs que c'est ce qui se cache derrière "changer de référentiel inertiel", i.e., le référentiel tangent "change", non seulement en origine (c'est toujours le cas!) mais en orientation 4D, et cela inclut la notion d'accélération non nulle.

Cordialement,

[Jada]

Bonjour à tous et merci à deep-turtle pour cet intéressant problème.
J'ai suivi un peu la discussion et il y a quelque chose qui me parait étrange.
Il semble que selon le référentiel dans lequel on se place, c'est soit la poignée qui bute d'abord et ensuite la clé touche l'interrupteur, ou c'est l'inverse.
J'ai l'impression que c'est contraire au principe de causalité. Je précise que, pour moi, le principe de causalité revient à dire que même si les intervalles de temps sont propres aux référentiels, l'ordre de succession des événements est le même quelque soit le référentiel.
Je dois sans doute en avoir une fausse interprétation alors si quelqu'un pouvait m'éclairer...
Jada

[mach3]

J'ai l'impression que c'est contraire au principe de causalité. Je précise que, pour moi, le principe de causalité revient à dire que même si les intervalles de temps sont propres aux référentiels, l'ordre de succession des évènements est le même quelque soit le référentiel.

il n'y a pas de violation de la causalité ici car les évènements qui se retrouvent dans un ordre inversé selon le référentiel choisi ne sont pas liés causalement (la lumière n'a pas le temps de faire un trajet de l'un à l'autre quelque soit le réferentiel choisi, on parle d'intervalle de genre espace il me semble).

m@ch3

[Jada]

Ca va déjà un peu mieux, merci.

[nitrojean]

Bonjour.
J’ignore s’il est de bon ton de ressusciter un fil vieux de 5 mois, mais il me semble que plusieurs aspects de celui-ci n’ont pas été clôturés. Pour ma part, pour cause de vacances, je n’ai plus suvi, puis …le temps a passé. Mais j’aurais dû réagir à ceci, au moins :

Un référentiel, inertiel ou non, c'est juste une carte, un moyen de numéroter les lieux et les moments.

Sur ce point, nous ne sommes pas d’accord. Si on supprime le mot « inertiel », si. Sinon, non. Un référentiel inertiel a un sens physique fort dans l’Univers ; il n’a rien d’arbitraire.
De même :

Un objet ne change pas de référentiel, c'est la personne qui attribue des coordonnées qui peut choisir de changer le référentiel qu'elle utilise.

Pour un « référentiel-tout-court », oui ; mais l’intérêt pratique est mineur. C’est pourquoi j’avais bien écrit : « la butée change de référentiel inertiel ».
Néanmoins, dans cette page,
http://home.versateladsl.be/vt620776...multaneite.htm
(et la suivante)
j’ai signalé que le concept de « saut de simultanéité » qui y est associé doit être manié avec des pincettes. Il serait intéressant que Chaverondier qui, à ma connaissance, est l’auteur de la locution, donne son avis là-dessus.
Ensuite :

Il est plus correct de dire qu’elle change de référentiel inertiel car « changer de vitesse » n’a de sens que de manière relative

vs.

Changer de vitesse dans un référentiel donné, est bien plus correct!

Je pense que nous étions partis pour un malentendu si nous ne clarifions pas les expressions.
Nous sommes d’accord sur le fait que « changer de vitesse » peut évidemment s’exprimer relativement à un référentiel donné quelconque (je n’ai pas écrit le contraire).
Mais le sens d’un tel événement va plus loin que cela. Alors que le concept de « référentiel » peut être défini de manière arbitraire dans un cadre purement mathématique -de même que toute vitesse (ou changemente de vitesse) qui y est rapportée-, hors de tout contexte physique, celui de « référentiel inertiel », et, donc, de « changement de référentiel inertiel » a un sens physique précis. Si le problème des jumeaux de Langevin n’est pas symétrique (c’est toujours le voyageur qui est le plus jeune à son retour), c’est précisément par le fait de ce mot « inertiel ».

Changer de référentiel inertiel ou changer la simultanéité est un privilège de l'observateur,…

La phrase ne précise pas si on parle de changement de référentiel pour l’observateur lui-même ou pour l’observé. Quoi qu’il en soit, pour un objet réel, massif, un tel « privilège » n’existe qu’à condition d’y mettre le prix, c’est-à-dire de l’énergie…

(suite de la phrase : …ça ne correspond à rien pour les phénomènes observés.

…Même problème. Si le « phénomène observé », c’est le mobile qui change de référentiel inertiel, si : si le jumeaux voyageur de Langevin fait un demi-tour violent en utilisant ses rétro-fusées, il va le « sentir passer ».
Il n’est d’ailleurs pas du tout besoin pour s’en rendre compte de se situer dans le cadre de la relativité : nous en faisons l’expérience tous les jours.
Cordialement,

[nitrojean]

Re-bonjour.
J’ajoute un petit commentaire à ceci :

Changer de référentiel inertiel ou changer la simultanéité est un privilège de l'observateur

A ce tarif-là, c’est plus qu’un privilège ; c’est un passe-droit !
Il me semble quand même rationnel, pour éviter les malentendus, de considérer uniquement le référentiel (inertiel) de l’observateur et celui de l’observé. Dans ces deux référentiels inertiels, la simultanéité est parfaitement définie et ne crée aucune ambiguité.
En outre, la phrase est quand même assez étrange : l’observateur a peut-être la faculté de changer de référentiel inertiel (le sien, en accélérant), mais il ne possède pas le « privilège » de faire changer l’observé de référentiel inertiel ; ce serait comme si l’on disait que le jumeau sédentaire de Langevin décide du demi-tour de son frère… Ou que c’est moi qui décide de faire tourner la voiture que je regarde passer au coin de la rue…

Je crois que ces commentaires résultent de la confusion ci-dessus entre « référentiel-tout-court » (ce dont semble attester l’affirmation : « un objet ne change jamais de référentiel » ; on peut effectivement toujours considérer le référentiel qui est à tout moment associé à un objet, quelles que soient les accélérations que celui-ci subit par rapport à son environnement) et « référentiel inertiel », ce qui n’est pas du tout la même chose (car le mot « inertiel » pèse très lourd dans le sens de cette locution).