Où sera l'oiseau ?

[invite389c2732]

Bonjour a tous,

Je me pose une question depuis quelque temps mes collègue me trouve dingue mais l'un d'entre eux, inscrit sur ce site, m'a conseillé de poster ma problématique sur ce forum.

La voici donc (formalisé comme à l'école ):

Une voiture roule a une vitesse v, constante, et les vitres ouvertes.
Un oiseau vole à ses coté à la même vitesse v.
A un instant t l'oiseau se déplace latéralement et entre dans la voiture par une fenêtre, tout en gardant la même vitesse v.

Ma question est : Quel position va avoir l'oiseau dans la voiture ? Il va rentrer dans le pare brise avant, le pare brise arrière ou ne va pas bouger et rester au milieu de la voiture? Ou peut être va-t-il faire une pirouette ?

A vos crayons!

Dans l'attente,

Ryu
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[obi76]

Sachant qu'il s'avance en prenant appui sur l'air et que l'on peu supposer l'air globalement immobile dans la voiture, s'il ne change rien il sera plaqué contre le pare brise (pour ne pas dire écrasé, ça dépend à quelle vitesse ^^)

[invite389c2732]

Donc une autre question me vient a l'esprit:

Serait-t-il exact que par rapport a un référentiel terrestre qui calcul la vitesse de la voiture et de l'oiseau(un radar quoi), on constate que la vitesse de l'oiseau a doublé, s'il a assez d'espace pour accélérer avant de s'écraser dans le pare brise?

[invite29a482b9]

Bin alors ça comme question !

J'allais dire bien sûr que non, il ne va pas s'écraser, et pis là je suis plus sûr. Si ça avait été autre chose qu'un oiseau, genre une balle de revolver, et dans le vide, bin la réponse était facile, la balle restait au même endroit...

mais avec l'air et l'oiseau, ça a l'air de tout changer !

ce qu'il y a, c'est qu'il doit se passer qqch quand l'oiseau entre : comme dit Ryu, sa vitesse va doubler par rapport à la terre...

[A voir en vidéo sur Futura]

[deuxplusdeux]

j'me demande a quel moment exactement la vitesse de l'oiseau par rapport a la terre doublerai en theorie, c'est interessant considerant que les vitres de la voiture sont ouvertes.

A partir de quel endroit l'oiseau sera officiellement dans le referentiel de la voiture ? Il y a t-il des conditions a respecter pour officiellement faire parti d'un referentiel ?

[Coincoin]

Un objet ne fait pas partie d'un référentiel. Le référentiel est un choix arbitraire du physicien qui cherche à décrire l'expérience.

Si tu passes la main par la fenêtre, tu sentiras beaucoup de vent dehors puis de moins en moins au fur et à mesure que tu rentres la main.
Pour l'oiseau c'est pareil : il bat des ailes à toute vitesse pour aller ) v et sent un sacré vent. Puis il se rapproche de la fenêtre et le vent diminue, ce qui lui permet d'accélérer et d'aller plus vite que la voiture. Au final, il est complètement dans la voiture, il va à v par rapport à la voiture, et 2v par rapport au sol.
S'il ne battait des ailes, il n'irait pas s'écraser sur le pare-brise, mais pourrait se poser tranquillement dans la voiture.

[obi76]

Vu que c'est turbulent dans la voiture ce n'est pas si simple. Il y a des tourbillons qui vont en fait balancer l'oiseau à l'arrière pour le ramener ensuite violemment vers l'avant lorsqu'il arrive vers le milieu de la voiture.

[invite389c2732]

Bonjour,

Cela veut donc dire qu'il y a un passage critique concernant la pénétration de l'oiseau dans la voiture se situant a la limite de l'extérieur et l'intérieur de la voiture, juste au niveau de la vitre.

A supposer que la vitesse de déplacement latéral de l'oiseau soit faible,
se pourrait-til qu'il fasse simplement un demi-tour sur lui même lorsque que la moitié de son corps est dans la voiture , ceci étant dut à la différence de perturbation entre l'extérieur et l'intérieur de la voiture?

[obi76]

Vu les forces de cisaillement il se mettra à tourner sur lui même

[LPFR]

Bonjour.
Je crois que, effectivement, la question n'est pas clairement posée. Quand on dit que l'oiseau conserve la même vitesse, on ne précise pas par rapport à quoi (l'air, la route?) ni ce que arrive à sa vitesse quand il se déplace latéralement (il change de direction ou il ajoute une composante latérale?). Le vitres ouvertes sont les vitres latérales, donc implicitement j'entends que l'oiseau rentre par une fenêtre et non qu'il s'écrase sur le pare-brise. Mais tout cela n'est pas dit dans l'énoncé.

Je trouve inutile de discuter sur un problème dont les données sont floues.

Au revoir.

[invite29a482b9]

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 !

[invite389c2732]

Je voulais faire au plus simple et au plus compréhensible, certaines données sont effectivement manquantes mais intuites, car elle ne semblaient pas percutante compte tenu de ma question.

Si certaines personnes veulent que je détails tout alors je le ferai, et je remanierai mes questions.

[invite29a482b9]

bin et pis quoi ? donner le vecteur vitesse de l'oiseau à l'entrée de la voiture ?



le boulot du physicien, c'est de se débrouiller comme un grand, si faut tout lui donner... autant faire ingénieur !

(ça va me valoir combien de msg d'insultes cette phrase ??? )

[obi76]

Je crois qu'on s'éloigne du sujet (quoique je n'en pense pas moins).

Pour moi l'oiseau de toutes façons s'appuie sur l'air pour voler, s'il rentre dans la voiture en considérant l'air immobile, s'il garde une vitesse constante par rapport à l'air (i e il bat des ailes de la même façons) il ira s'écraser sur le pare brise. point

[invite29a482b9]

y'a plus qu'une solution : qu'on aille chercher une voiture et un oiseau

[Chip]

Je pense que si l'entrée de l'oiseau est "brusque" (de l'ordre de la seconde ou moins, pour donner un ordre d'idée), il n'aura pas le temps de s'adapter continûment à la vitesse (relative) de l'air. Ce qui va se passer est qu'il va être brusquement "déventé", donc perdre sa portance, et il va se poser dans la voiture. On pourrait faire l'expérience avec un petit avion télécommandé.

[Chip]

Et au cours de son entrée, il va avoir tendance à s'affaler sur sa gauche, tout en pivotant sur sa droite (cisaillement évoqué au-dessus par obi76).

[chez_bob]

Avez vous penser a n'ouvrir qu'une seule fênetre Cela changerais le mouvement d'air.

[invite389c2732]

S'il perd sa portance brusquement,il ne va pas se poser, mais il tombera dans la voiture.
Mais l'oiseau, pour garder une vitesse constante doit battre des ailes en permanence.
Donc si on considère qui perd même légèrement de sa portance lorsqu'il rentre brusquement dans la voiture, il rentrera dans le tableau de bord et non dans le pare brise.

Ensuite, s'il a tendance a s'affaler sur la gauche tout en pivotant vers la droite, il devrait alors se retrouver au niveau de l'airbag passager.

[Garion]

Même si la transition entre l'extérieur et l'intérieur est rapide, l'oiseau possède une inertie qui l'empêchera de voir sa vitesse doublée d'un coup. Il ne conservera donc pas sa vitesse par rapport à l'air.

[obi76]

Donc si on considère qui perd même légèrement de sa portance lorsqu'il rentre brusquement dans la voiture, il rentrera dans le tableau de bord et non dans le pare brise.

Ensuite, s'il a tendance a s'affaler sur la gauche tout en pivotant vers la droite, il devrait alors se retrouver au niveau de l'airbag passager.

Je veux bien mais à mon avis on manque quand même cruellement de précision pour dire à quel endroit il va s'écraser devant.
En tous cas on est d'accord, il ira vers l'avant et s'il rentre assez vite il s'écrasera.

[invite29a482b9]

jtrouve rigolo qu'on puisse dire qu'il va s'affaler vers la droite, alors que je crois pas qu'on ait préciser par quelle fenêtre il allait entrer !



(ou alors, j'ai raté un post )

[Chip]

jtrouve rigolo qu'on puisse dire qu'il va s'affaler vers la droite, alors que je crois pas qu'on ait préciser par quelle fenêtre il allait entrer !

Effectivement... dans la représentation que je m'en était faite, l'oiseau rentre du côté passager, c'est à dire à droite.

S'il perd sa portance brusquement,il ne va pas se poser, mais il tombera dans la voiture.

C'est du pinaillage... on ne connaît pas suffisamment précisément les réactions de l'oiseau pour pouvoir dire si, déventé, il va se poser sur ses pattes ou non!

Donc si on considère qui perd même légèrement de sa portance lorsqu'il rentre brusquement dans la voiture

S'il rentre brusquement dans la voiture, il ne perd pas légèrement de sa portance... il perd toute sa portance d'un seul coup.

Même si la transition entre l'extérieur et l'intérieur est rapide, l'oiseau possède une inertie qui l'empêchera de voir sa vitesse doublée d'un coup.

Pas "même si" mais "si". Car si la transition est lente (ce qui ne me semble pas réaliste car il doit être extrêmement difficile voire impossible de voler de façon maintenue avec une aile à l'intérieur de la voiture et une aile à l'extérieur) il aurait le temps de s'adapter, donc de doubler sa vitesse par rapport au sol.

[obi76]

il ne perds pas de portance si sa vitesse par rapport à l'air restait constante. C'est sur cette base que je m'étais fixé (et pour l'anecdote je m'étais fixé l'oiseau rentrer coté conducteur... )

[Chip]

il ne perds pas de portance si sa vitesse par rapport à l'air restait constante. C'est sur cette base que je m'étais fixé (et pour l'anecdote je m'étais fixé l'oiseau rentrer coté conducteur... )

Pour ma part j'examine plutôt le cas d'une rentrée rapide dans l'habitacle, car une entrée lente ne me semble pas réaliste. Dans ce cas l'oiseau est subitement "déventé", et il perd sa portance.

Je me souviens de séquences video d'oies filmées depuis un pick-up (il y en a aussi avec des u.l.m.s mais ça ne colle pas avec le sujet), avec un peu de chance on pourrait avoir une séquence où une oie se pose sur la plateforme du pick-up. Mais la situation est moins "extrême" que pour une voiture.

[invite389c2732]

Bon je pense que je vais tout de même rajouter quelques détails :

Seules les vitres avant sont ouvertes, pas les vitres arrières.
L'oiseau, peut rentrer par la droite ou la gauche du véhicule ceci n'est pas le plus important.
Tout comme la vitesse de déplacement latéral v1 qui vient s'ajouter en plus de la vitesse constante v. Selon la valeur de v1 (faible ou élevée), l'oiseau aura effectivement un position différente. les deux cas sont donc intéressants.
et j'oubliais l'oiseau : du type d'une hirondelle ou d'un martinet pèlerin. (un moineau c'est trop petit et un albatros trop gros ).

Un détail me vient a l'esprit. L'air dans la voiture n'est pas immobile mais perturbée car de l'air entre dans la voiture par les vitres ouvertes. Mais cela a-t-il réellement des conséquences?


Ensuite, je me dis que pour que l'oiseau reste au centre de la voiture, il faudrait que la voiture atteigne la même vitesse que l'oiseau dans la voiture soit : 2*v et que l'accélération moyenne de celle-ci soit de a=(2*v - v) / (t2-t1), t2-t1 correspondant au temps que met l'oiseau pour doubler sa vitesse dans la voiture par rapport à l'extérieur.

Reste à trouver t2-t1 ...

[LPFR]

Bonjour.
Bon, je crois que maintenant on peut discuter tous sur le même sujet.
Si on néglige les turbulences, l'oiseau va se trouver tout d'un coup dans la voiture, sans vitesse par rapport à celle-ci. Il va faire ce que ferait n'importe quel oiseau que l'on lâcherait à l'arrêt au milieu d'une voiture (en mouvement ou non), avec l'air agité: il va se mettre à voler et à choisir où il va, de qui il va fuir ou où va t'il se poser.
En tout cas aucun petit oiseau (capable de voler à l'intérieur d'une voiture) que vous lâchez dans une voiture ne va s'écraser ou tomber. En général les oiseaux savent voler et ils le font.
Le plus probable est qu'il s'écrase contre une des vitres en cherchant à fuir.

L'oiseau ne peut pas rester au milieu de la voiture commodément, à moins d'être un colibri. Car il faudrait qu'il fasse du sur-place.
Au revoir.

[invite389c2732]

Donc histoire de faire un petit résumé:

l'oiseau qui rentre dans une voiture aura donc tendance à s'écraser dans le pare brise avant de la voiture,
il sera légèrement dévié de sa trajectoire selon s'il rentre a gauche ou a droite de la voiture, et sa vitesse latéral de déplacement.
et avec sa vitesse, la portance qu'il perdra lors de l'entrée dans le véhicule est négligeable.

Evidemment , en pratique, un oiseau saura pallier ce problème car il "sait voler" et comme l'a dit LPFR : "Le plus probable est qu'il s'écrase contre une des vitres en cherchant à fuir."

Pour moi donc le sujet est clôt et il n'y a rien a ajouté.

Cordialement,

Ryu

[LPFR]

l'oiseau qui rentre dans une voiture aura donc tendance à s'écraser dans le pare brise avant de la voiture,
Ryu

Bonsoir.
Non. Pourquoi sa vitesse augmenterait-elle en rentrant dans la voiture?
Il vole à la même vitesse que la voiture. Quand il rentre il est à l'arrêt par rapport à la voiture. Il ne peut atteindre le pare-brise qu'en augmentant sa vitesse et en battant des ailes comme il faut.
Au revoir.

[inviteb36430b8]

salut

On pourrait imaginer la même expérience avec un objet. Si deux voitures roulent à la même vitesse et qu'on lance un objet de la première voiture à la deuxième voiture (en supposant qu'il n'est pas ralenti par l'air lorsqu'il passe de la première à la deuxième voiture), et bien l'objet va atterrir dans la deuxième voiture sans s'écraser à l'avant ni à l'arrière. Pour l'oiseau, c'est pareil, je pense qu'il rentrera dans la voiture et ne sera ni projeté vers l'avant ou l'arrière, il restera immobile (ou se posera s'il ne peut faire du sur-place). Je rejoindrai donc l'avis de LPFR.

Corrigez moi si je me trompe !

Bonsoir