Où sera l'oiseau ?

[invite29a482b9]

Je pense que bien que réaliste, la vision de LPFR est à côté du sujet, on ne cherche pas à connaître le comportement d'un oiseau dans une voiture...

La question de base était, à mon avis : un oiseau vole à la même vitesse qu'une voiture et y entre par la fenêtre. Etant donné que l'oiseau s'appuie sur l'air pour voler, garde-t-il la même vitesse par rapport à la route une fois entré (et donc fait du surplace dans la voiture alors qu'il bat des ailes) ou sa vitesse par rapport à la route double-t-elle (sa vitesse / route = vitesse voiture / route + vitesse oiseau / voiture).

Un oiseau faisant du surplace quand il bat des ailes n'étant pas possible (à part pour le colibri, comme le dit LPFR), il me semble maintenant très clair que quand l'oiseau va entrer dans la voiture (à supposer qu'il ait suffisamment de force pour s'opposer à la turbulence), il va subir une accélération due à la pression de l'air de la voiture sur lui... et va donc s'écraser sur le pare brise.
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[invite6dffde4c]

il me semble maintenant très clair que quand l'oiseau va entrer dans la voiture (à supposer qu'il ait suffisamment de force pour s'opposer à la turbulence), il va subir une accélération due à la pression de l'air de la voiture sur lui... et va donc s'écraser sur le pare brise.

Re.
Je ne suis, évidemment, pas d'accord.
Pouvez-vous expliciter de quelle pression s'agit-il et comment une pression peut-elle accélérer un oiseau ou un objet en plein air (pas dans un tube dont il sert de piston).
A+

[invite93279690]

Re.
Je ne suis, évidemment, pas d'accord.
Pouvez-vous expliciter de quelle pression s'agit-il et comment une pression peut-elle accélérer un oiseau ou un objet en plein air (pas dans un tube dont il sert de piston).
A+

Au début j'avais compris l'exo comme vous l'avez traité donc pas de problème pour moi. Je pense néanmoins que les autres intervenants considère la vitesse v plutot comme une condition initiale au moment de l'entrée dans la voiture (c'est l'impression que m'a donné la remarque de ryohushi en tout cas) plutot que comme une contrainte permanente de la cinématique du problème, ce qui change donc bien évidemment la solution.

Juste pour réagir un peu sur cette remarque :

mais où tu as vu un énoncé toi ???? y'en a pas besoin ! on n'est pas dans un cours ou un exam, juste dans la vraie vie... (enfin à imaginer qu'un *** d'oiseau entre dans une voiture en marche)
c'est un problème tout simple : t'es en voiture, tu roules pas trop vite, enfin à la vitesse d'un oiseau, et ce *** trouve le moyen de rentrer par la fenetre... que lui arrive-t-il ? le reste, c'est justement le travail de réflexion, trouver les éléments importants pour répondre !

Le problème a été posé comme un problème de physique il doit donc se résoudre comme tel. Si un physicien ne connait pas toutes les conditions du problème il ne peut pas donner de réponse qui ne prète pas à interprétation.
En outre, si on ne donne pas toutes les données du problème sa résolution, bien qu'amusante, ne devient pas stimulante mais impossible. Par exemple, tant qu'on y est on devrait aussi tenir compte du fait que l'oiseau est vivant et qu'il se comporte d'une certaine façon (en fonction de l'espèce), d'après les experts du sujet, lorsqu'il se trouve dans un espace confiné...et là on est pas sorti de l'auberge .

[Pio2001]

La situation est analogue à un tapis roulant. Nous marchons pour aller vers la gare ou l'avion, et nous mettons le pied sur un tapis roulant qui nous emmène en avant.

Nous sommes comme l'oiseau qui vole à l'extérieur, nous dépensons une certaine énergie pour maintenir notre vitesse par rapport au sol.

Le tapis roulant est comme la voiture pour l'oiseau : nous passons brusquement d'un support immobile (le sol = l'air extérieur), à un support en mouvement (le tapis = l'air dans la voiture).

L'expérience nous montre qu'il nous faut fournir un effort supplémentaire pour conserver notre démarche, donc notre vitesse par rapport au support. Et à l'arrivée c'est le contraire, nos jambes, lorsque nous quittons le tapis, ont tendance à avancer toutes seules pendant un ou deux mètres.

L'oiseau, lorsqu'il rentre dans la voiture, pourra donc choisir de conserver son battement d'ailes, au prix d'un effort musculaire équivalent à accélérer de 0 à v en un temps correspondant à l'entrée dans le véhicule, s'il en est capable, et il ira alors s'écraser dans le pare-brise. Le travail supplémentaire fourni par l'oiseau correspond à l'augmentation de son énergie cinétique.
Ou alors il peut choisir (ou être obligé si sa musculature est insuffisante pour fournir ce travail en un temps t2-t1) de passer en vol basse vitesse sans faire l'effort d'accélérer. Il volera alors normalement dans l'habitacle sans s'écraser.

[invite29a482b9]

Gatsu > je suis parfaitement d'accord avec toi quand tu dis qu'il faut poser correctement un problème si on veut savoir de quoi on parle. Le fait qui me faisait réagir, c'est qu'on ne doit pas nous donner les données du problèmes, mais qu'on doit les poser nous mêmes. C'est pour moi tout l'intérêt de la Science : si on nous donne tout, c'est plus drôle...

LPFR > je crois que la vision du tapis roulant est pas mal pour expliquer ma vision des choses (merci pio). j'imagine l'oiseau qui s'appuie sur l'air pour se déplacer, cet air étant "au repos" par rapport à la route. Quand il rentre dans la voiture, il "peut" toujours se déplacer à la même vitesse par rapport à l'air (à cause du battement de ses ailes), mais cette fois-ci l'air se déplace par rapport à la route (entrainé par la voiture). Donc, la simple addition des vitesses le fait accélérer...

Pio > re merci pour le tapis roulant. mais je ne suis pas d'accord sur ton interpretation : il n'y a pas d'effor à fournir pour accelerer sur un tapis roulant. tu mets le pied dessus et zou tu avances à sa vitesse. pour preuve, si tu laisses tomber une boite de conserve (qui n'a pas de jambes ) sur le tapis, elle va se déplacer à la vitesse du tapis sans fournir d'effort. pareil pour nous ! enfin faut pas êtr surpris et se retrouver par terre...

[invite6dffde4c]

Quand il rentre dans la voiture, il "peut" toujours se déplacer à la même vitesse par rapport à l'air (à cause du battement de ses ailes), mais cette fois-ci l'air se déplace par rapport à la route (entrainé par la voiture). Donc, la simple addition des vitesses le fait accélérer...

Bonsoir.
Je crois que vous devriez réviser un peu les lois de conservation (quantité de mouvment, energie cinétique).
Ce n'est pas parce qu'on dit que l'oiseau se déplace à une vitesse V par rapport à l'air qui va se déplacer à la même vitesse par rapport à un air que se déplace lui-même à une vitesse différente que le premier air.
Au revoir.

[invite29a482b9]

merci, jpense que je suis à jour de ce coté là, mais je reconnais volontiers avoir mal formulé mon idée.

par contre, j'apprecierai tes explications de là où ma vision des choses coince, ce qui serait beaucoup plus utile que ce genre de remarque...

en laissant tomber le problème de l'oiseau, partons sur le tapis roulant : je marche à vitesse v, le tapis aussi, lorsque je met le pied dessus et que je continue à marcher, je vais à 2v (c'est tout l'intérêt du tapis roulant), par addition des vitesses. Les principes de conservation ne sont bien entendus pas violé puisque je passe par une phase d'accélération quand je met le pied sur le tapis...

y a-t-il un problème pour toi dans ce raisonnement LPFR ? s'il y en a un, aide moi à comprendre, s'il n'y en a pas, pourquoi ne serait-ce pas applicable à l'oiseau et l'air ?

[invite6dffde4c]

en laissant tomber le problème de l'oiseau, partons sur le tapis roulant : je marche à vitesse v, le tapis aussi, lorsque je met le pied dessus et que je continue à marcher, je vais à 2v (c'est tout l'intérêt du tapis roulant), par addition des vitesses. Les principes de conservation ne sont bien entendus pas violé puisque je passe par une phase d'accélération quand je met le pied sur le tapis...

Bonjour.
Vous avez encore rédigé le texte d'une façon qui prête à confusion. Quand vous dites:
"...lorsque je met le pied dessus et que je continue à marcher, je vais à 2v (c'est tout l'intérêt du tapis roulant), par addition des vitesses." On lit que vous passez instantanément de v à 2v (dès que vous mettez le pied), ce qui viole les lois de conservation. Et ce n'est que plus tard que vous dites "...puisque je passe par une phase d'accélération".

J'aurais rédigé le texte différemment: Je marche à vitesse v. Quand je monte sur le tapis il faut que je change le mouvement de mes jambes si je ne veux pas tomber (il faut que j'arrête de marcher). Je continue à vitesse v.
Si je suis pressé, je me remets à marcher en passant par une phase d'accélération et si je marche au même rythme qu'avant, j'attendrai une vitesse de v par rapport au tapis et de 2v par rapport au sol.
Si je suis habile, je peux faire durer très peu la phase d'arrêt de mouvement des jambes de sorte d'entrer dans la phase d'accélération dès ma montée sur le tapis.

Pour l'oiseau c'est la même chose. Sauf que s'il s'arrête de battre des ailes, il tombe au milieu de la voiture. Une fois dans la voiture, l'oiseau est obligé de faire un départ arrêté en l'air, sous peine de tomber.
Au revoir.

[invite29a482b9]

Maintenant que tu comprends ce que je veux dire, on peux parler du fond.

Je cherche toujours à comprendre là où nos raisonnements ne sont pas compatibles. Tu dis qu'au moment où je monte sur le tapis roulant, je dois changer de mouvement (ou être habile). Comment interprètes tu l'habilité de la boite de conserve qui tombe sur le tapis : elle se contente d'être accélérée par le tapis roulant au moment où elle le touche. Elle passe de 0 à v au moment du contact.

je me remets à marcher en passant par une phase d'accélération et si je marche au même rythme qu'avant

Je ne vois pas pourquoi je devrais m'arrêter pour monter sur le tapis et me remettre à marcher comme tu l'écris. Et l'accélération nécessaire à gagner la vitesse 2v n'est absolument pas due, pour moi, à mes jambes, mais bien au tapis : d'après les principes que tu cites, je conserve ma vitesse initiale v sans faire d'effort.

Est-on d'accord à ce point ?

[invite6dffde4c]

Re.
Je crois que nous n'avons pas la même lecture des lois de Newton.
Pour que quelque chose passe d'une vitesse 0 à une vitesse V instantanément, il faut une accélération (et donc une force) infinie.
Je pense qu'il est inutile de continuer a discuter. Si quelqu'un d'autre veut prendre la relève, c'est très bien. Moi je n'ai plus envie.
Au revoir.

[invite29a482b9]

je n'ai jamais parlé d'accélération instantanée ! tu es le seul à le faire et à te borner la dessus... je croyais qu'on s'était mis d'accord là dessus deux posts plus haut

mais puisque la discussion n'est pas possible...

[invite389c2732]

il est clair qu'il y aura toujours une force de mouvement pour l'homme qui court comme pour l'oiseau, afin de maintenir une vitesse constante. L'accélération ne sera pas instantanée mais elle existe quand même.

Je trouve le cas du tapi roulant tout aussi intéressant que l'oiseau, quoique légèrement différent.
Pour moi , l'homme qui arrive en courant sur le tapis roulant va tomber en avant.

[invite29a482b9]

je pense qu'on peut se passer de cette force de mouvement dont tu parles : elle n'est nécessaire que pour compenser les frottements, pas le mouvement.

et pour avoir été "un peu" à la bourre et devant prendre un tapis roulant en courant, tu ne tombes pas (enfin sauf si t'es pas doué )

ryu > pourquoi penses-tu que ce soit si différent ?

[mach3]

j'aimerais revenir sur l'histoire du tapis roulant avec la boite qui tombe dessus.
Un point de vue intéressant est le référentiel qui se déplace à la même vitesse v que le tapis.

Dans ce référentiel, initialement la boite arrive avec une composante de vitesse verticale due à sa chute et une composante horizontale -v (en algébrique). Il n'y a que son poids comme force appliquée.

Au moment où elle touche le tapis, on a une réaction normale qui va s'ajouter décélérant la boite verticalement (en un temps plus ou moins court, qui dépend des propriétés mécanique de la boite et du tapis -compression/étirement surtout-, on peut aller jusqu'à imaginer un rebond par exemple) et des forces de frottements qui vont apparaitre, décélérant la boite de -v à 0 (idem, sur un délai plus ou moins court, qui dépendra des propriétés de surface et des propriétés mécanique, le cisaillement notament) qui dépendront notamment de la pression exercée par la boite sur le tapis et probablement sa composante de vitesse horizontale (mais j'ai un doute car il me semble qu'un frottement solide est indépendant de la vitesse relative).

mes deux centimes

m@ch3

[invite29a482b9]

oui, jsuis d'accord ! et pour l'oiseau ?

[invite389c2732]

ryu > pourquoi penses-tu que ce soit si différent ?

Eh bien, je trouvais qu'il n'y avait pas assez de précision par rapport au tapis roulant.
c'est en relisant plusieurs fois que je comprend la vision que vous vous en faite.
Par conséquent, oui l'expérience est similaire!

Je rejoins la théorie de M@ch3, mais il reste toujours le problème des frottements de l'air, il faudrait un pare brise de protection qui se déplace en même temps que lui, à une distance toujours constante du coureur et de vitesse 2*v.

Dans le cas ou il n'y aurai pas de protection contre les frottements de l'air, le coureur va devoir fournir un effort supplémentaire afin d'arriver a une vitesse 2*v. (et je ne parle pas encore des forces énoncées par M@ch3)

J'ai limpression de m'embrouiller légèrement, mais l'idée est là.
Et je me pose la même question de Martien52 : et Pour l'oiseau ?

[mach3]

pour l'oiseau c'est légèrement plus compliqué car il s'appuie sur l'air pour avancer. En quelque sorte c'est la vitesse du vent par rapport à l'oiseau qui est importante.

Si le vent est face à l'oiseau, il va devoir fournir plus d'effort pour avancer à la même vitesse par rapport au sol. Si le vent est de dos, il aura moins d'effort à faire, et p-t devra-t-il voler à contre-sens.

L'air situé dans la voiture se déplace à la vitesse de la voiture (on va négliger le courant d'air et la turbulence), c'est équivalent à un vent de dos pour l'oiseau, il devra donc relâcher son effort si il veut garder la même vitesse par rapport au sol. Le problème est aussi que peu d'oiseaux savent faire du surplace (c'est à dire être immobile par rapport à l'air, ou encore avoir une vitesse égale à celle du vent). Donc sauf si il ne se met pas à voler perpendiculairement à la direction de la voiture, c'est sur le plancher que l'oiseau va s'écraser si il cherche à conserver sa vitesse par rapport au sol

m@ch3

[Pio2001]

Pio > re merci pour le tapis roulant. mais je ne suis pas d'accord sur ton interpretation : il n'y a pas d'effor à fournir pour accelerer sur un tapis roulant. tu mets le pied dessus et zou tu avances à sa vitesse. pour preuve, si tu laisses tomber une boite de conserve (qui n'a pas de jambes ) sur le tapis, elle va se déplacer à la vitesse du tapis sans fournir d'effort. pareil pour nous ! enfin faut pas êtr surpris et se retrouver par terre...

Mais je ne parlais pas du cas où on se laisse emporter par le tapis en restant debout (pas d'effort à faire), mais du cas où on marche sur le tapis (un effort à faire pour reprendre son pas).

Les principes de conservation ne sont bien entendus pas violé puisque je passe par une phase d'accélération quand je met le pied sur le tapis...

Prenons la conservation de l'énergie.
Hors tapis, j'ai une énergie cinétique de 1/2mv2. En marchant sur le tapis, j'ai une énergie cinétique de 1/2m(2v)2.
Puisque l'énergie se conserve, d'où vient l'énergie que j'ai gagnée ?

Tu dis qu'au moment où je monte sur le tapis roulant, je dois changer de mouvement (ou être habile). Comment interprètes tu l'habilité de la boite de conserve qui tombe sur le tapis : elle se contente d'être accélérée par le tapis roulant au moment où elle le touche. Elle passe de 0 à v au moment du contact.

Ce n'est pas le même cas de figure. La boîte de conserve ne se déplace pas par rapport au sol avant de tomber sur le tapis. Moi si.

La boîte de conserve peut utiliser l'énergie du moteur du tapis pour changer de vitesse, car les forces de frottement lui permettent de dissiper son énergie cinétique relative au tapis (vitesse par rapport au tapis) jusqu'à ce qu'elle soit immobile par rapport au tapis.

Moi, par contre, comme j'arrive à une vitesse v, je suis immobile par rapport au tapis, donc j'arrive avec une énergie cinétique relative nulle, et les frottements de mes pieds sur le tapis ne peuvent rien dissiper. Je suis déjà à l'état d'énergie minimal par rapport au tapis.

Et l'accélération nécessaire à gagner la vitesse 2v n'est absolument pas due, pour moi, à mes jambes, mais bien au tapis : d'après les principes que tu cites, je conserve ma vitesse initiale v sans faire d'effort.

Est-on d'accord à ce point ?

Non, je pense que l'énergie nécessaire pour atteindre 2v est fournie par les jambes.
J'ai un doute, parce qu'il me paraît clair que le mouvement de mes jambes va exercer une réaction sur le tapis, ce qui va obliger le moteur à fournir un travail.
Comme ça, à chaud, je ne vois pas ce qui détermine la répartition entre l'énergie fournie par les jambes et l'énergie fournie par le tapis.

Pour l'oiseau, si celui-ci accélère en entrant dans la voiture, il exercera de même une petite réaction sur l'air de l'habitacle, ce qui augmentera le couple à fournir par le moteur.
D'ailleurs, la conservation de la quantité de mouvement voiture / oiseau devrait nous permettre de déterminer la répartition des énergies consommées, en fonction des masses.

[invite6dffde4c]

J'ai un doute, parce qu'il me paraît clair que le mouvement de mes jambes va exercer une réaction sur le tapis, ce qui va obliger le moteur à fournir un travail.
Comme ça, à chaud, je ne vois pas ce qui détermine la répartition entre l'énergie fournie par les jambes et l'énergie fournie par le tapis.
.

Bonjour.
Vous avez raison, le tapis fournit du travail.
Dans le référentiel (inertiel) du tapis votre vitesse passe de 0 à v. Donc, vos jambes fournissent ½mv².
Par contre, vu du sol, vous passez de v à 2v et votre énergie est maintenant 2mv². La tapis à donc fourni le reste: (3/2)mv².
Au revoir.

[invite29a482b9]

lpfr > je vois avec plaisir que tu es revenu dans la conversation. et que maintenant qu'on parle problème, on est d'accord

[invite389c2732]

Si j'ai bien compris l'homme agit sur le tapis et le tapis agit sur l'homme.
Donc il doit en être de même pour l'oiseau qui agit sur l'air et l'air qui agit sur l'oiseau.

[invite6dffde4c]

Si j'ai bien compris l'homme agit sur le tapis et le tapis agit sur l'homme.
Donc il doit en être de même pour l'oiseau qui agit sur l'air et l'air qui agit sur l'oiseau.

Re.
Oui, c'est la loi d'action et réaction de Newton.
Si l'oiseau, l'hélicoptère ou l'avion n'envoient pas de l'air vers le bas. Ils tombent en chute libre.
A+

[invite389c2732]

J'en déduis par conséquent que l'oiseau pour avancer envoie l'air en l'avant,et cet air qui force et le fait ralentir sont en fait les frottements.
Et ces dit frottements présent à l'extérieur disparaissent un instant T durant lequel l'oiseau est dans dans voiture. a cause du pare brise
En fait, il ne disparaisse pas, ils diminuent de façon exponentielle, les rendants quasi négligeable.

on peut dire que c'est la loi d'action et de réaction de Newton sur un autre plan.

[invite6dffde4c]

Bonjour.

J'en déduis par conséquent que l'oiseau pour avancer envoie l'air en l'avant,et cet air qui force et le fait ralentir sont en fait les frottements.

Non.
Un oiseau envoie surtout de l'air an bas pour rester en l'air et un peu vers l'arrière pour compenser la traînée.
Au revoir.

[invite389c2732]

Je fais un post pour savoir si quelqu'un a quelque chose a rajouter sur ce sujet a propos de l'oiseau et de son positionnement dans la voiture ou si on peut clore cette discussion.

[invite86fe4f5c]

salut moi,je ne m'y connais pas trop en physique mais avec un peu de bon sens voilà comment ça se passe dans mon petit film imaginaire.l'oiseau volant à une vitesse v,la même que la voiture va subir une force dans le sens oppose à la voiture,parceque l'air rentrant dans la voiture est dirige vers l'arriere de la voiture(pas vers l'avant).Et donc -v + v=0,la vitesse r
esultante est nulle ni vers l'avant ni vers l'arriere.

SI on suppose que la vitesse de l'air rentrant est la même,que celle de l'oiseau.je ne sais pas si il tombe vraiment,mais il n'est pas en mouvement horizontal.

Ca c'est mon raisonnement un peu physique,maintenant avec mon bon sens je dirai que l'oiseau vient s'ecraser à l'arriere de la voiture à cause des vitres ouvertes qui laisse un flux d'air(depression) entrer,si l'oiseau rentre il va être emporte vers l'arriere de la voiture,ça saute aux yeux hein?


Et puis une remarque qu'on a fait sur"une personne lançant un objet d'une voiture dans une autre voiture roulant à la même vitesse",pour moi l'objet va s'ecraser vers l'arriere,pourquoi il accelererait ,il decelere plutot,non?

[invite389c2732]

C'est un raisonnement qui tiendrait la route, mais l'oiseau, dans la voiture continue a voler a la vitesse v.
Il ne se dirigera donc pas vers l'arrière de la voiture malgré le flux d'air qui entre, et qui, d'après moi, est équivalent aux frottements qui le ralentit a l'extérieur de la voiture.
Il est cependant sur que ces flux vont le déstabiliser lorsqu'il va entrer dans la voiture. mais après...


Pour l'histoire du lancer d'objet d'une voiture a une autre, il faut prendre en compte le fait que l'objet va être ralenti par les frottements extérieurs. Il se peut donc que si l'objet n'est pas lancé assez fort, il ne franchira pas l'autre fenêtre de la voiture.
dans le cas ou il le fera, un objet inanimé ne garde pas de vitesse constante v similaire au déplacement vectorielle des voitures,, c'est la raison pour laquelle on le retrouve plutôt à l'arrière de la voiture.