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Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...



  1. #1
    canopee

    Lightbulb Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...


    ------

    Bonjour, Voici la question qui m'empeche de dormir la nuit...

    Prenons un train roulant a une vitesse constante de disons, pour l'exemple, 300 Km/h. De ce train est tiré un obus dans la direction opposée au sens du train à une vitesse contrôlée constante de 300 Km/h. Pour un observateur à l'intérieur du train, l'obus lui passe devant les yeux à 300 Km/h, je pense qu'on est d'accord.
    Maintenant, prenons un observateur sur le quai qui se trouve à hauteur de l'obus lors du tir. Hors du referentiel 'train', l'obus semble fixe pour l'observateur sur le quai. Hors il a une vitesse? Ne tenons pas compte de la gravité et des frottements dans cet exemple.
    Que se passe t-il si le train n'a pas de cloisons murales. L'observateur extérieur peut-il attraper l'obus (qui est donc fixe par rapport à lui) si oui, que se passe t-il? On se retrouve devant un objet qui avancerait a 300 Km/h mais qui ferais du sur-place par rapport au quai.

    J'espère que j'ai été clair...

    Quelqu'un m'explique?
    Merci !

    -----

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  3. #2
    f6bes

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par canopee Voir le message
    l'obus semble fixe pour l'observateur sur le quai.
    Bjr Canopee....
    Qu'est ce qui te fais dire que l'obus SEMBLE FIXE par rapport à l'observateur à quai !!!
    Par rapport au référentiel "quai" l'obus se déplace à sa propre vitesse.
    Il ne semble PAS du TOUT fixe.
    Cordialement
    Ben ça marche!

  4. #3
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Bonjour.
    Citation Envoyé par canopee Voir le message
    Maintenant, prenons un observateur sur le quai qui se trouve à hauteur de l'obus lors du tir. Hors du referentiel 'train', l'obus semble fixe pour l'observateur sur le quai.
    Tu as raison. Si ton train avance à une vitesse v et que l'on tire un obus du train à une vitesse -v (par rapport au sol du train); alors sa vitesse par rapport au quai sera nulle .
    C'est comme lorsque tu es sur un tapis de jogging . Tu vas à une vitesse exactement opposée à celle du tapis, ce qui fait qu'apparemment, tu reste fixe par rapport au sol (et heureusement ).
    Cogito ergo sum.

  5. #4
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Bjr Canopee....
    Qu'est ce qui te fais dire que l'obus SEMBLE FIXE par rapport à l'observateur à quai !!!
    Par rapport au référentiel "quai" l'obus se déplace à sa propre vitesse.
    Il ne semble PAS du TOUT fixe.
    Cordialement
    Tu n'as jamais couru dans un train pour rester fixe par rapport à ta famille qui te fait cuocou ?
    Cogito ergo sum.

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

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Salut tlm,
    Il me semble que pour etre tout a fait rigoureux, il faut mentionner que lorsque tu tires ton obus du train, il y a une sorte de mouvement de propulsion donc la vitesse du train apres avoir lance l'obus est legerement plus grande que 300 km/h. Mais bon, si c'est un petit obus, il ne change pas la vitesse du train et on a bien .

  8. #6
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par Jada Voir le message
    Salut tlm,
    Il me semble que pour etre tout a fait rigoureux, il faut mentionner que lorsque tu tires ton obus du train, il y a une sorte de mouvement de propulsion donc la vitesse du train apres avoir lance l'obus est legerement plus grande que 300 km/h.
    Oui je suis d'accord, mais la question semble être de l'ordre de la cinématique pure je pense, mais bon tu as raison.
    Cogito ergo sum.

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  10. #7
    f6bes

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par Ledescat Voir le message
    Tu n'as jamais couru dans un train pour rester fixe par rapport à ta famille qui te fait cuocou ?
    Bsr Lesdescat...
    Tout à fait raison (j'ai zappé la vitesses obus = à celle du train !!! )
    Mais lorsqu'on court, comme tu dis, on reprends "pied" avec le référenceil train.

    Bonne soirée
    Dernière modification par f6bes ; 25/07/2007 à 17h10.
    Ben ça marche!

  11. #8
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Bsr Lesdescat...
    Tout à fait raison (j'ai zappé la vitesses obus = à celle du train !!! )
    Bonne soirée
    D'accord, bonne soirée à toi aussi .
    Cogito ergo sum.

  12. #9
    perplexe

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par canopee Voir le message
    Bonjour, Voici la question qui m'empeche de dormir la nuit...

    Prenons un train roulant a une vitesse constante de disons, pour l'exemple, 300 Km/h. De ce train est tiré un obus dans la direction opposée au sens du train à une vitesse contrôlée constante de 300 Km/h. Pour un observateur à l'intérieur du train, l'obus lui passe devant les yeux à 300 Km/h, je pense qu'on est d'accord.



    Merci !
    Salut, l'obsérvateur dans le train va à 300 km/h, l obus lui aussi.
    Tu concidère ce voyageur comme éétant fixe par rapport au train ? (il n'avance pas ..?)

    Le voyageur voit passer l'obus à 600 km/h parcque les vitesse se cumulent, en imaginant qu'il regarde vers le ciel et qu'il soit noir et sans étoile, rien, il pourait (en étant sourd etc) croire qu'il n'avance pas, et quand l obus passe il serait à une vitesse de 600 km/h, pas 300.

    Navré si c'est hors sujet.

    Pourquoi ferait il du sur place ? l obus .. ? il regle sa vitesse par rapport au train ? si celui ci avance il ne peut pas avancer lui ? ..bisard ton questionnement, pas dormir à cause de ça j'en doute .

    L'obus ne se fit pas à la vitesse du train, si sa vitesse était nul par rapport au quait il s'écraserait sur le train ou sur les railles, vitesse nul + objet volant = chute (en général, enffin pour un obus au moin)

    L'obus va traverser la gare comme si de rien était à une vitesse de 300km/h, le personnage regardant la scene vérra un train et un obus partant dans des diréctions opposées à une meme vitesse.

    ps: je penses pas (bon apres ça dépend ptetre mais bon ..) qu'un train, gagne en vitesse lorsqu'on tire un obus vers l'arriere, ça pese pas qu'une tonne un train ..

  13. #10
    mamono666

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Salut,

    Perplexe, ca a pas l'air clair ce que tu dis.... 300 - 300 = 0 km/h. Si tu avances avec une pierre dans les mains, la pierre avance en meme temps que toi...si tu cours idem, la pierre avance avec toi.
    Si tu la lache pendant que tu cours, tu penses qu'elle va tomber à pic?

    Sinon, pour la question initiale. Ce qu'évoque Jada est la conservation de la quantité de mouvement. Je ne sais pas qu'elle est la masse de l'obus et celle du train, mais on peut tout de meme penser que l'obus sera plus leger (surtout s'il y a de nombreux wagon)...

    Mais en théorie, je pense que l'obus semblera quasi fixe.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  14. #11
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par perplexe Voir le message

    Le voyageur voit passer l'obus à 600 km/h parcque les vitesse se cumulent
    Ce que tu dis est faux. Les vitesses s'ajoutent algébriquement. (car ici on est en ligne droite, sinon mieux, ce serait vectoriellement !)



    le personnage regardant la scene vérra un train et un obus partant dans des diréctions opposées à une meme vitesse.
    Ce seraitl le cas si l'obus était envoyé dans la direction opposée au train à une vitesse de 600km/h par rapport au sol du train (algébriquement -600km/h).
    Cogito ergo sum.

  15. #12
    Anacarsis_47

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Bonjour canopee,

    en résumé, ton schéma "simple" correspond à un objet à qui on communique suffisament de force pour s'arrêter instantanément par rapport au train et donc tombe par terre. En réalité cela ne se produira jamais évidemment car il faut tenir compte de la force de réaction qui s'applique sur le train et le ferait avancer plus vite pour arriver au même résultat.

    A++

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  17. #13
    mamono666

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par Anacarsis_47 Voir le message
    Bonjour canopee,

    en résumé, ton schéma "simple" correspond à un objet à qui on communique suffisament de force pour s'arrêter instantanément par rapport au train et donc tombe par terre. En réalité cela ne se produira jamais évidemment car il faut tenir compte de la force de réaction qui s'applique sur le train et le ferait avancer plus vite pour arriver au même résultat.

    A++
    ca dépend justement de la masse du train, du coeff de frottement des roues...etc (et si bien sur tu tire l'obus "horizontalement" ie colinéaire à la vitesse du train).

    Si l'obus est assez "leger" la reaction sera négligeable.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  18. #14
    Pio2001

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par Anacarsis_47 Voir le message
    En réalité cela ne se produira jamais évidemment car il faut tenir compte de la force de réaction qui s'applique sur le train et le ferait avancer plus vite pour arriver au même résultat.
    Tu dis que cela ne se produira jamais, mais que le résultat sera le même ?
    Comprends pas.

  19. #15
    justine&coria

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Bonjour à tous,

    Voici une petite illustration (une vraie expérience) de ce dont il est question dans ce fil de discussion :

    http://www.koreus.com/video/experien...le-tennis.html

    Dans cette émission (japonaise je crois), on lance, à partir d'un véhicule roulant à 100km/h, une balle à 100km/h dans le sens opposé du déplacement du véhicule.

    Pour les impatients, allez directement à 3min15.

  20. #16
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Génial, merci pour cette vidéo.
    La balle devient donc immobile par rapport au sol, le fait qu'elle reparte vers la gauche est très certainement dû à sa vitesse de rotation sur elle-même qui fait partir une balle en biais (effet très utilisé au tennis, sport que je ne maîtrise absolument pas ) et à la moindre différence de vitesse entre véhicule et canon.
    Rien de tel qu'une expérimentation .
    Cogito ergo sum.

  21. #17
    invité576543
    Invité

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par Ledescat Voir le message
    Génial, merci pour cette vidéo.
    La balle devient donc immobile par rapport au sol, le fait qu'elle reparte vers la gauche est très certainement dû à sa vitesse de rotation sur elle-même qui fait partir une balle en biais (effet très utilisé au tennis, sport que je ne maîtrise absolument pas ) et à la moindre différence de vitesse entre véhicule et canon.
    L'effet de l'air aussi. Lors du réglage initial du lanceur, l'air est immobile par rapport au lanceur. Dans le véhicule à 100 km/h, la cabine accélère l'air vers l'avant. Cela peut d'une part introduire une différence de vitesse, et d'autre part les mouvements résiduels de l'air (sillage) peuvent entraîner la balle.

    (Vu le mécanisme du canon, il n'est pas évident que la balle tourne sur elle-même: si les deux cylindres tournent à la même vitesse, sont parfaitement cylindriques, etc., la balle ne tournera pas sur elle-même.)

    Cordialement,

  22. #18
    upik

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Bonjour
    Citation Envoyé par Ledescat Voir le message
    Ce que tu dis est faux. Les vitesses s'ajoutent algébriquement
    je pense qu'il parlait d'un voyageur DANS le train. Pour lui l'obus va bien a 600km/h (v1 - v2 = 300 - (-300) = 600).

    Dans l'expérience de la vidéo, imaginons donc un obus propulsé par un moteur fusée à la place de la balle. L'obus fait une trajectoire parfaitement rectiligne horizontale. Ce moteur maintient constamment l'obus a 100km/h sans accélérations pour l'éternité. Pour le type dans le camion, l'obus va a 200km/h. Mais pour le type fixé sur la route, l'obus reste-t-il indéfiniment à 0km/h ? En théorie il devrait s'écraser par terre comme une patate non ?
    Je pense que c'était la question de canopee ... ?

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  24. #19
    invité576543
    Invité

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par upik Voir le message
    Bonjour
    je pense qu'il parlait d'un voyageur DANS le train. Pour lui l'obus va bien a 600km/h (v1 - v2 = 300 - (-300) = 600).

    Dans l'expérience de la vidéo, imaginons donc un obus propulsé par un moteur fusée à la place de la balle. L'obus fait une trajectoire parfaitement rectiligne horizontale. Ce moteur maintient constamment l'obus a 100km/h sans accélérations pour l'éternité. Pour le type dans le camion, l'obus va a 200km/h. Mais pour le type fixé sur la route, l'obus reste-t-il indéfiniment à 0km/h ? En théorie il devrait s'écraser par terre comme une patate non ?
    Je pense que c'était la question de canopee ... ?
    100 km/h par rapport à quoi dans ton modèle? Pas par rapport au type dans le camion, tu dis 200 km/h. Pas pour le type sur la route, tu dis 0 km/h. Alors, c'est quoi ces 100 km/h?

    Cordialement,

  25. #20
    upik

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    oulah, je me suis emmêlé les pinceaux. Désolé, oubliez tout ce que j'ai dit.

  26. #21
    mamono666

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Le gars dans le train vois l'obus partir à 300km...pas à 600km
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  27. #22
    canopee

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    "Dans l'expérience de la vidéo, imaginons donc un obus propulsé par un moteur fusée à la place de la balle. L'obus fait une trajectoire parfaitement rectiligne horizontale. Ce moteur maintient constamment l'obus a 100km/h sans accélérations pour l'éternité. Pour le type dans le camion, l'obus va a 200km/h. Mais pour le type fixé sur la route, l'obus reste-t-il indéfiniment à 0km/h ? En théorie il devrait s'écraser par terre comme une patate non ?
    Je pense que c'était la question de canopee ... ?"

    C'est exactement ma question...

  28. #23
    canopee

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    "Dans l'expérience de la vidéo, imaginons donc un obus propulsé par un moteur fusée à la place de la balle. L'obus fait une trajectoire parfaitement rectiligne horizontale. Ce moteur maintient constamment l'obus a 100km/h sans accélérations pour l'éternité. Pour le type dans le camion, l'obus va a 100km/h. Mais pour le type fixé sur la route, l'obus reste-t-il indéfiniment à 0km/h ? En théorie il devrait s'écraser par terre comme une patate non ?
    Je pense que c'était la question de canopee ... ?"

    C'est exactement ma question...

  29. #24
    morphdown

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    obus---------->
    <---------- <TRAIN>_<-- -- -->_<-- -- >_<TRAIN>
    300km/h
    (10 traitillés = 300km/h)

    people sur le quai:


    donc <---------- + ----------> = v = 0m/s
    l'obus tiré dans le train voyage à 0m/s pour tout ceux qui sont sur le quai.

    pour notre ami voyageant dans le tain:
    donc ----------> = 300km/h
    l'obus tiré dans le train passe pour notre ami à 300km/h

    Pour comprendre celà de manière plus évidente:

    - si notre ami qui voyage dans le train voit que les gens sur le quai passent ( par rapport à lui ) à 300km/h, l'obus aussi ( vu que si on sort du référentiel du train l'obus et les voyageurs sont immobiles

    Si vous êtes assis dans le train et on fait rouler vers vous une balle à 2m/s, vous la verrez passer à 2m/s et non à 4m/s, car peut importe la vitesse du train, elle n'est pas prise en conte quand on travaille à l'intérieur du référentiel Train... et ça c'est la base de la relativité

  30. Publicité
  31. #25
    morphdown

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par upik Voir le message
    Bonjour
    je pense qu'il parlait d'un voyageur DANS le train. Pour lui l'obus va bien a 600km/h (v1 - v2 = 300 - (-300) = 600).

    Dans l'expérience de la vidéo, imaginons donc un obus propulsé par un moteur fusée à la place de la balle. L'obus fait une trajectoire parfaitement rectiligne horizontale. Ce moteur maintient constamment l'obus a 100km/h sans accélérations pour l'éternité. Pour le type dans le camion, l'obus va a 200km/h. Mais pour le type fixé sur la route, l'obus reste-t-il indéfiniment à 0km/h ? En théorie il devrait s'écraser par terre comme une patate non ?
    Je pense que c'était la question de canopee ... ?
    Non car lorsque tu est dans le train et que tu veux mesurer ce qui se passe par rapport à toit dans le train, la vitesse du train n'est plus prise en compte... sinon lorsque tu prends le TGV, le gars assis à coté de toi il commence à voyager sur sa chaisé à 300km/h par rapport a toi !!

    Enfait faut imaginer que quand on tire l'obus on fait juste en sorte de le faire bouger à la même vitesse que se qui est à l'extérieur du train et considérer immobile... donc si tu tires ton obus au moment ou le train passe à coté d'un arbre l'obus et l'arbre vont passer devant notre ami voyager à la même vitesse à 300km/h... et vu que l'arbre est enraciné au sol... tu est maintenant certain que l'obus passe à 300km/h devant notre pote... tout comme l'arbre

  32. #26
    morphdown

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Il y en a 2 qui sont fachés, parceque le train il c'est pas arreté...

  33. #27
    canopee

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Et donc, pour conclure, mon obus qui file a 300 KM/H hors de son referentiel train est donc fixe pour les spectateurs sur le quai. (toujours dans des conditions idéales, sans gravité ni frottements). Si la vitesse de l'obus reste constante, va t-il rester suspendu (fixe pour l'observateur) ad vitam?

  34. #28
    Ledescat

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Citation Envoyé par upik Voir le message
    Bonjour
    je pense qu'il parlait d'un voyageur DANS le train. Pour lui l'obus va bien a 600km/h (v1 - v2 = 300 - (-300) = 600).
    Si on s'arrange pour tirer l'obus dans la direction opposée au mouvement du train et à 300km/h, le passager verra s'éloigner l'obus à la vitesse de...300km/h ! et pas 600km/h.Puisque par définition on lance l'obus à 300km/h par rapport au plancher du train.
    C'est un chemin détourné de penser comme cela, mais on a montré que l'obus devait alors être immobile par rapport au sol. Donc, il a la même vitesse qu'une vache dans un champ par rapport à toi, qui va donc à 300km/h . (-300km/h en toute rigueur)

    D'accord mmy, c'est vrai que l'air est certainement le facteur qui joue le plus.

    Cordialement.


    EDIT: désolé upik, je n'avais pas vu que l'on t'avait déjà répondu et que tu t'étais rendu compte de tes erreurs .
    Cogito ergo sum.

  35. #29
    canopee

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...



    Bon, à part un débat d'idée sur la vitesse de l'obus par rapport au train (qui n'est pas du tout le sujet de ma question) quelqu'un à un début de réponse à me suggérer?

    Vitesse constante train = 100 KM/H
    Vitesse constante obus autopropulsé = 100 KM/H (sens opposé à la marche du train)
    Contraintes aerodynamiques nulles dans cet exemple
    Observateur sur le quai: percoit l'obus tiré à sa hauteur (à partir du train) sans mouvement (comme quelqu'un qui courerait à contresens d'un tapis roulant semblerait fixe pour un observateur extérieur), mais l'obus est propulsé à vitesse constante de 100KM/H. Que se passe t-il alors?

    Et si on diminue la vitesse de l'obus propulsé, va t-il reculer sous les yeux de l'observateur qui se trouve sur le quai?

    Pas de calcul, pas de contraintes techniques, juste un éclaircissement! Merci

    Merci pour l'exemple vidéo, mais dans ce cas ci, la balle n'est pas auto propulsée...
    http://www.koreus.com/video/experien...le-tennis.html

  36. #30
    Calvert

    Re : Question de Physique élémentaire perturbante pour moi...

    Salut!

    Observateur sur le quai: percoit l'obus tiré à sa hauteur (à partir du train) sans mouvement (comme quelqu'un qui courerait à contresens d'un tapis roulant semblerait fixe pour un observateur extérieur), mais l'obus est propulsé à vitesse constante de 100KM/H
    En élimiant toutes les contraintes gênantes (frottements, notamment), alors de deux choses:

    1. Ton obus est propulsé jusqu'à 100 km/h, puis plus.


    Dans ce cas, il reste à vitesse constante de 100 km/h par rapport au train, et est immobile par rapport à la gare. S'il est freiné (imaginons des rétrofusées), alors il va "partir en arrière" par rapport à la gare.

    2. Ton obus est toujours autopropulsé.

    Dans ce cas, il n'aura pas une vitesse constante et accélérera peu à peu. Dans un premier temps (vitesse par rapport au train plus petite que 100 km/h), il continuera de s'éloigner dans la même direction que le train. Ensuite arrivera un moment où l'obus aura exactement 100 km/h (toujours par rapport au train). Là, il sera strictement immobile par rapport à la gare. Puis il dépassera les 100 km/h (par rapport au train). Donc, pour la gare, il aura une vitesse dirigée dans le sens inverse de la marche du train.

    A la relecture, ce n'est pas forcément très clair...

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