acceleration de la pesanteur

[invite6f75e53f]

j'ai lu quelque part que lorsque qu'on dit que g est egale a 10 m.s-² (environ) cela veut dire que la vitesse d'un objet en chute libre augmente de 10 m.s-1 toute les secondes.

cela me parait etrange, car cela voudrait dire que si on lache un boulet de canon et une bille de 20 grammes du haut d'un immeuble sans vitesse initiale, ces deux systeme aurait alors tout les deux une vitesse de 10 m.s-1 au bout d'une seconde de chute. or on sait tous que le boulet de canon touchera le sol avant la bille.

si quelqu'un peut m'eclairer...
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[invite9c9b9968]

j'ai lu quelque part que lorsque qu'on dit que g est egale a 10 m.s-² (environ) cela veut dire que la vitesse d'un objet en chute libre augmente de 10 m.s-1 toute les secondes.

cela me parait etrange, car cela voudrait dire que si on lache un boulet de canon et une bille de 20 grammes du haut d'un immeuble sans vitesse initiale, ces deux systeme aurait alors tout les deux une vitesse de 10 m.s-1 au bout d'une seconde de chute. or on sait tous que le boulet de canon touchera le sol avant la bille.

si quelqu'un peut m'eclairer...

ben justement non ! (dans le vide)

mais dans le cas d'un immeuble sur Terre, il faut prendre en compte le frottement qu'exerce l'air sur le système, et là ce n'est plus de la chute libre...

Une très célèbre expérience (je ne me souviens plus de qui) a montré le phénomène de la chute libre dans un tube sous vide, avec justement une plume et une bille de plomb ; résultat : ils tombèrent en même temps

[BioBen]

Faux, tous les objets, sans frottemnts, tombent à la meme vitesse.
Si tu vas sur la Lune, et que tu laisse tomber un objet de 200T et une plume, les deux tomberont à la meme vitesse et toucheront le sol ne mem temps.
Tu le vois bien : quand un bojet n'est soumis que à son propre poids, tu écris:
Forces exteirueres = ma
P= ma
mg = ma
g=a

m est la amsse de l'objet ; tu vois bien que celle ci n'intervient pas dans notre équation finale.
Sur Terre c'est différent puisqu'il y a des frottements, donc il n'y a pas que P comme force exterieure.

Une très célèbre expérience (je ne me souviens plus de qui)

Celle sur la Lune ? C'était Neil Armstrong je crois qui l'a réalisée. C'est fasable facilement sur Terre dans une pompe à vide.

[invite9c9b9968]

EDIT : le post simultané avec bioben

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

Salut,
En fait, si tu négliges les frottements de l'air, les deux tombent en même temps... C'est une des grandes découvertes de Galilée. D'ailleurs, il y a une vidéo tournée sur la Lune (par Apollo 15) qui montre un astronaute lâcher un marteau et une plume en même temps. Et les deux tombent exactement au même instant. Fais une recherche sur le forum et sur Internet, tu dois pouvoir la trouver si tu veux te convaincre.

EDIT Qu'est-ce que je suis lent aujourd'hui !!! (Et Bioben, c'était pas Armonstrong )

[invite6f75e53f]

soit deux bille de rayon 2 cm

une pese 5 tonnes (carrement...) et l'autre pese 5 grammes.

je les laches tout les deux a la meme altitude de 30 cm (frottement de l'air negligeable).
vous etes en train de me dire qu'elles arriveront en meme temps au sol, c bien ca ?



enfin, si vous voulez, j'ai bien compris qu'au final g=a mais j'arrive pas a me faire cette idée des objets qui tombe a la meme vitesse.

[BioBen]

vous etes en train de me dire qu'elles arriveront en meme temps au sol, c bien ca ?

Oui c'est ca.
Et sur la lune tu peux lacher un avion et ue plume, les deux arrivent en meme temps.
http://www.astrosurf.com/lombry/galilee-hommage4.htm
Et puis pour l'experience sur la lune c'était David Scott.
Et puis moi au moins je sais écrire Armstrong, n'est ce pas CoinCoin ?

[invite6f75e53f]

lol l'avion et la plume.
je viens de verifier le phenomene avec une grosse bille et un m&ms.

je sais pas pourquoi, intuitevement, c'etait pas evident (pour moi en tout cas )

[invite88ef51f0]

Et puis moi au moins je sais écrire Armstrong, n'est ce pas CoinCoin

J'étais trop en retard pour me relire... Et puis, faut pas m'embêter, parce que si je veux je peux effacer les preuves et faire preuve de mauvaise foi... mais ça ira pour cette fois, tu es pardonné, mais c'est bien parce que ton lien est particulièrement complet...

[inviteb085c4fa]

Exactement !

De la masse dépendra la valeur en Newton du poid P (avec une flèche en haut normalement car c'est un vecteur)

La vitesse, elle, est indépendante de cette masse. En fait, elle se calcul en fonction de la distance.

Soit un solide de masse m que tu lache à une distance L du sol. On néglige les frottements.

P=mg

ca c'est bon ... Maintenant pour calculer v :

l'énergie cinétique Ec = 1/2 m.v²

l'énergie potentielle Ep = m.g.z (avec g constante de gravitation (g=9.8N.kg^-1 ) et z l'altitude du solide).

De plus l'énergie mécanique Em = Ec + Ep se conserve lors du déplacement.

à l'altitude L, v = 0 donc Ec = 0 et Ep = m.g.L donc Em = m.g.L

à l'altitude L - L' (c'est à dire au bout de L' mètres de chute), Em = m.g.L or Ep = m.g.(L-L') D'où Ec = [m.g.L] - [m.g.(L-L')] = m.g[L-(L-L')] = m.g.L'

Donc:
1/2 m.v² = m.g.L'
m.v² = 2.m.g.L'
v² = 2.g.L'
v = (racine carré).2.g.L'

Voilou...

J'espère m'être fait comprendre et surtout ne pas avoir fait d'erreur, les experts me corrigerons

bye

[invite6f75e53f]

Dieu sait si je ne suis pas un expert mais je vais te corriger quand meme

tu dis:

"à l'altitude L, v = 0 donc Ec = 0 et Ep = m.g.L donc Em = m.g.L"

en effet a L, Em=Ec+Ep et Ec=0 donc Em=0+Ep, Em=Ep, Em=m.g.L

"à l'altitude L - L' (c'est à dire au bout de L' mètres de chute), Em = m.g.L"

?

a L-L':

E'm=E'c+E'p

avec E'c=1/2mv² et E'p=m.g.(L-L')

donc, a l'altitude L-L', E'm=1/2mv²+m.g.(L-L')

dans ton raisonnemt, tu considere E'c=0 soit une vitesse nulle. Or apres une distance L' de chute, le systeme a une vitesse non nul.


je ne dit pas que ton resultat final est faux, mais la maniere dont tu y arrive m'a l'air quelque peu illegale

[BioBen]

Bon les amis j'ai pas enive de tout relire, mais je vais vous montrer comment faire plus simple.
Un solide de masse m tombe d'une altitue z=H jusqu'à z=0 (et non pas H', c'est rajouter des notations pour rien !)
Etat initial :

Etat final


Il y a conservation de l'Energie mécanique donc on peut écrire :

d'où


Qui ne dépend pas de m.

[inviteb085c4fa]

Non, je confirme, E'm = Em = m.g.L puisque dans un tel système l'énergie mécanique se conserve. Enfin si j'ai bien compirs ta question ...

Et d'ailleur en relisant Bioben, je crois que j'ai raison

Enfin je ne vois pas mon erreur

Si quelqu'un pourrait confirmer ... Bioben ?

[zoup1]

lol l'avion et la plume.
je viens de verifier le phenomene avec une grosse bille et un m&ms.

je sais pas pourquoi, intuitevement, c'etait pas evident (pour moi en tout cas )

La raison pour laquelle ce truc n'est pas évident, c'est que dans la vie de tous les jours les frottement sont rarement négligeable et que l'expérience que l'on a envie de réaliser c'est de comparer un objet normalement lourd, comme une pomme qui tombe de la hauteur d'un homme, pour lequel on peut effectivement négliger les frottement, avec un objet vraiment léger genre, une feuille de papier ou même une boule de feuille de papier, pour lesquels les frottements ne sont plus du tout négligeable.

Pour s'assurer que les frottements sont négligeables, il faut par exemple s'assurer que le temps de chute est indépendant de la forme de l'objet...
Entre une feuille pliée en boule par exemple et une feuille normale (sous forme d'une feuille A4) la vitesse de chute sera très différente. Les frottements sont loin d'être négligeables alors (en fait il y a des effets de frottements à prendre en compte mais aussi de portance... dans le cas d'une feuille horizontale)

[zoup1]

Non, je confirme, E'm = Em = m.g.L puisque dans un tel système l'énergie mécanique se conserve. Enfin si j'ai bien compirs ta question ..

Bon, je relis mais, je vais faire des remarques pas très interessantes en cours de route...

avec g constante de gravitation (g=9.8N.kg^-1 )

g, n'est pas une constante de gravitation, c'est simplement l'accélération de la pesanteur. C'est G qui est une constante de gravitation, universelle qui plus est... et qui ne dépend de rien.

Mais g dépend de tout, par exemple elle varie pas mal selon les endroits où on la mesure.

Bon, je poursuis ma lecture...

[inviteb085c4fa]

ou d'une plume ..

à propos cet effet de portance est il aléatoire selon les endroit ? Quelle est la formule ?

Cela dépend de la densité du gaz j'imagine, ainsi que de l'aire de la feuille, mais de quoi d'autre ?

[BioBen]

Si quelqu'un pourrait confirmer ... Bioben ?

Bah en fait vous dites tous les deux la meme chose :

Phenix : v = (racine carré).2.g.L'
---------------
Woos : Em=m.g.L et E'm=1/2mv²+m.g.(L-L')
Si tu développes un peu en parlant de conservation d'Emécanique, tu as :
mgL = 1/2mv²+m.g.(L-L')
gL = v²/2 + gL - gL' en simplifiant par m et en développant.
0 = v²/2 - gL'
v²/2 = gL'
v = racine (2gL')
Comme phénix quoi.


------------------------

Pour préciser ce que dit zoup1
La force de gravitation s'exprime ainsi :

Par "habitude", on pose g = \frac{GM}{d^2} qui vaut aux alentours de 9.81 à la surface de la Terre (mais varie en fonction de la où tu te trouves sur Terre quand même, puisque la force centrifuge agit plus à l'équateur qu'au pole ).


La valeur de 9.81 n'est plus vrai en altitude (elle décroit au fur et à mesure puisque d augmente).

[zoup1]

Bon, j'ai fini de lire, ce que tu as dis phenix15b75 est tout à fait correct, même si c'est un peu compliqué dans l'énoncé dans la mesure où pour calculer ton Energie potentielle tu peux choisir de façon arbitraire une origine des altitudes. Choisir de faire partir ton objet d'une altitudeL et de lui faire parcourir une distance L' c'est pas très malin (désolé pour le terme). Le plus simple et soit de le faire partir d'une altitude L et de lui faire parcourir une longueur L, soit de le faire partir d'une altitude 0 et de lui faire parcourir une longueur L. C'est ce que dis BioBen d'ailleurs.

Mais tu aurais pu te défendre tout seul, Woos n'a simplement pas compris ce que tu as fait, il pense que tu considère que v'=0 (la vitesse après que l'objet est parcouru une distance L') or ce n'est pas du tout ce que tu dis. Tu appelles simplement cette vitesse v (et non pas v') ce qui n'est pas terrible au niveau des notations non plus.


Aller, encore un petit truc, la première réponse de BioBen précise que quand on écrit la deuxième loi de newton pour ce système on a mg = ma et que l'on peut simplier par m. Cela suffit amplement comme réponse, la masse n'apparait plus dans les équations qui gouverne le mouvement. donc la vitesse ne peut pas dépendre de cette masse.
Le fait que la masse se simplifie, c'est ce que l'on appelle l'équivalence masse gravitationnelle (celle de mg), masse inertielle (celle de ma). Elle n'a a priori rien d'évident. C'est cette équivalence qui a poussé Einstein à formuler la théorie de relativité générale qui interprète l'attraction gravitationnelle comme un phénomène lié à l'inertie des objets.

[inviteb085c4fa]

Et merci à Bioben et à zoup1 pour ces explications et désolé pour v' (et E'p et E'c d'ailleur) c'est vrai que ma notation n'est pas exact ...

Merci à vous deux et désolé à woos pour mes confusion

[invite6f75e53f]

Ok merci ! j'ai tout capter maitenant. Merci a tous pour toute vos explications, vraiment.

toutefois, je ne comprend pas pourquoi sur la lune ?
on ne pouvait pas le faire sur terre dans une piece sous vide ?
(puisque qu'on parle d'absence de frottements)

je dis une grosse connerie la ?

[BioBen]

C'est ce que dis BioBen d'ailleurs.

Je l'ai un peu trop sous entendu à mon gout : vous mettes l'origine des Ep où vous voulez alors ca sert à rien de vous compliquer la vie avec 2 notations, suffit que l'objet tombe d'une certaine hauteur jusqu'à 0

Le fait que la masse se simplifie, c'est ce que l'on appelle l'équivalence masse gravitationnelle (celle de mg), masse inertielle (celle de ma). Elle n'a a priori rien d'évident.

Exactement, et c'est d'ailleurs une égalité (entre m et m ) que l'on tente de vérifier experimentalement en ce moment même avec des satellites et tout (je connais pas leur nom). On tente de vérifier que la masse inertielle a la même valeur que la masse gravitationnelle , pour l'instant, ca se déroule bien

C'est cette équivalence qui a poussé Einstein à formuler la théorie de relativité générale qui interprète l'attraction gravitationnelle comme un phénomène lié à l'inertie des objets.

Voila, maintenant si vous etes des Einstein en herbe, vous avec plus qu'à formuler les équations de la relativité générale, vous avez 2heures

toutefois, je ne comprend pas pourquoi sur la lune ?
on ne pouvait pas le faire sur terre dans une piece sous vide ?

Sisi (d'ailleurs je crois l'avoir dit dans un de mes premiers messages).
Tant qu'il n'y a pas de frottements, tu le fais ou tu veux : pompe à vide, lune, espace, tu as le choix...
On parle de la Lune parce que c'est près de chez nous et c'est le plus "évident" et "imaginable", mais si tu veux on peux tout refaire dans une pompe à vide, c'est tout pareil.
http://www.unilim.fr/scientibus/36ma...hp?num_manip=4

[inviteb085c4fa]

je dis une grosse connerie la ?

Pas du tout, ce que tu dis est exact.

Bioben et zoup1 confirmeront ou alors je dis encore de la merde :'( ...

[zoup1]

Pas du tout, ce que tu dis est exact.
Bioben et zoup1 confirmeront ou alors je dis encore de la merde :'( ...

zoup1 confirme... D'ailleurs je trouve qu'il n'y a pas eu beaucoup de conneries dites sur ce fil, c'est plutot pas mal...

[BioBen]

zoup1 confirme

Moi aussi, j'ai même confirmé avant qu'on me le demande. J'ai meme mis un lien avec le Tube de Newton (en fait la pompe à vide c'est l'aspirateur que t'utilise pour faire le vide dans le tube de Newton. Enfin bref).

D'ailleurs je trouve qu'il n'y a pas eu beaucoup de conneries dites sur ce fil, c'est plutot pas mal...

LOOOOOL
Je suis d'accord avec toi.

[invite6f75e53f]

phenix, y'a pas de probleme, je t'ai juste mal compris
j'eviterais le L' lorsque j'expliquerais moi meme le phenomene a quelqu'un

c'est vrais que m=g suffit amplement, mais v=racine(2gh) reste une formule interressante, je ne la connaissait pas.

donc finalement, merci bien phenix...

[zoup1]

c'est vrais que m=g suffit amplement, mais v=racine(2gh) reste une formule interressante, je ne la connaissait pas.

Tu as raison, cette expression est interessante et tu auras vraissemblablement l'occasion de la retrouver à de nombreuses reprises.

[invite6f75e53f]

Une derniere chose...

quelqu'un sait a partir de combien de metres on ne peut plus parler de chute libre ?

autrement dit, quand doit t'on commencer a prendre en compte les frottement de l'air ? (pour un systeme sherique)

j'imagine que cela depend de la masse volumique et du volume du systeme, et je suis persuadé qu'une ou plusieurs formulent traite cela avec precision.

Si par hasard quelqu'un les connaient...

[zoup1]

La force de trainée Fz, c'est à dire, la force qu'un fluide exerce sur un objet qui se déplace à la vitesse V par rapport à lui, suivant la direction de -V est donné par l'expression suivante,

Fz = 1/2.Cx.rho.S.V² où rho, est la masse volumique du fluide, et la surface projetté de l'objet (sa section quoi...) et Cx est un coefficient qui dépend de la forme l'objet et qui dépend très peu de la vitesse V dans la mesure où celle-ci est assez grande.

A partir de là tu peux déterminer un ordre de grandeur du temps nécessaire pour atteindre une vitesse limite, ou la distance de chute avant d'atteindre cette vitesse limite...

[invite9c9b9968]

Petite précision de vocabulaire : Cx est ce que l'on appelle le maître-couple il me semble

[invite6f75e53f]

ok, merci !