chute libre et principe d'inertie

[Gagaetan]

Bonjour a tous.
Voila depuis quelque temps je réfléchie a deux types de questions qui me sont apparues lors d'un cours de physique.Ils est certainement probable que les deductions qui en découle soient fausse ( c'est moi qui est déduit) donc voila mes deux petit probleme:

1)La chute libre

Donc en chute libre un objet laché a une hauteur H ne serait que par une force (son poid) P égale a M*G.De plus en chute libre le mouvement de l'objet ne dépend pas de sa masse.Si on rajoute une objet 10 fois plus lourd il tomberait a partir d'une hauteur H et d'une vitesse nul a la meme vitesse et tomberait en meme temps par terre.Donc comme en chute libre la seul force exercée est P (force exercé vers le bas)Est que dans P=M*G G est constant (9.81 Newton par Kg sur la terre) et que P est la meme pour les deux corps de masse differente est-ce que la masse s'adapterait alors pour que P soit égale pour les deux objet?
Mais une autre formule intervint celle de Galilée: H=G/*T² ( H =hauteur en metre et T est le temps en seconde).
Ici la masse n'est meme pas présente cette formule serait exacte si la masse s'adapterait donc.*
Enfin la bref je suis un peu perdu

2)Principe d'inertie

Donc un objet sur lequel toutes les forces se compenseraient serait immobile ou en mouvement rectiligne vertical uniforme.Donc dans l'espace si quelqun est frappé est-ce que il va dérivé jusqua se qu'il puisse s'acrocher ?La aussi je n'arrive pas a visualiser que une force n'est pas une fin!Pour moi une force se "dégrade" au cour du temp.Se qui voudrait dire que memle dans l'espace ou un objet a aucun force exercée sur lui, au bout de certain temps la force avec laquelle il a ete frappée serait terminée.
Et aussi si mon raisonnement serait faux (ce qui est sur) avant que le mobile ne soit dans un mouvement uniforme il lui faut donc un certain temp avant qu'il n'atteigne une vitesse limite.Mais pourquoi il lui faut un certain pour avoir une vitesse limite si il n'y aurai pas la force de l'air exercée sur lui, et pourquoi si justement l'air ne serait present et qu'il vérifierait le principe d'inertie pourquoi aurait-il une vitesse limite?Pourquoi il ne pourra pas avoir une vitesse qui augmenterait jusqu'a celle de la lumiere voir plus?

Voila j'ai fini, mais je suis sur que mes raisonnements sont completement faux, mais des explications sont vraiment les bienvenus .Merci

PS: je félicite tous ceux qui sont arriver a lire jusqu'au bout
-----

[LPFR]

Bonjour.
1- La force qui accélère le corps vers le bas est son poids 'mg' qui est lui même proportionnel à sa masse.
L'accélération d'un corps est, pour une même force, d'autant plus faible que sa masse est grande. C'est comme la dit Newton 'F=ma'. Si, à partir de cette formule vous calculez l'accélération d'un corps qui tombe, vous trouverez:
a=F/m=(mg)/m=g
La masse disparait, et l'accélération est égale à l'accélération de gravité.

2- Dans la vie de tous les jours, un objet mis en mouvement finit par s'arrêter car il y a toujours des forces de friction. La conviction des gens de l'époque de Galilée est que les objets d'rrétaient si la force qui les maintenait en mouvement s'arrêtaitet le génie de Galilée fut de découvrir que s'il s'arrête est parce qu'il y a des forces qui le freinent et non parce que "son impulsion s'épuise". Il s'aperçu de ça en constatant que la vitesse avec laquelle le corps s'arrêtait dépendait de l'état de surfaces de frottement. Aujourd'hui on arrive sur terre à faire des dispositifs qui sont soutenus par un cousin d'air qui et n'ont presque pas de friction autre que la viscosité de l'air. Un seul homme peut déplacer des objets de plusieurs tonnes sans friction grâce à cette méthode. Et une fois en mouvement, ils ne s'arrêtent pas d'eux mêmes. Il faut les arrêter.

La prochaine fois que vous aurez l'opportunité, regardez comment réagit un chariot de supermarché en bon état (il faut bien le choisir). S'il est bien chargé de produits lourds (des packs d'eau minérale, par exemple), vous pourrez sentir avec vos mains la loi F=ma.

Au revoir.

[calculair]

Bonjour

Intuitivement, sur un plan horizontal, bien lisse,comme une plaque de verre imagines qu'une balle de ping pong roule à la même vitesse qu'une boule de petanque.

Les forces liées au poids n'interviennent pas, car elles sont perpendiculaires au mouvement.

Pour stopper sur quelques centimètres la balle de ping pong , il faudra developper une force beaucoup plus faiblque pour arrêter la boule de petanque sur la même distance

si la decceleration est la même tu auras a = F/M = F'/M' avec F force appliquée pour la boule de petanque de masse M et F' la force appliquée pour la balle de ping pong de masse M'

Si tu n'appliques aucune force, les balles et boules continureont à rouler


Dans le cas de la chute libre le poids, qui est la force appliquée, est proportionnel a la masse, ce qui explique quetous les corps tombent à la même vitesse ( tant que l'on ne tient pas compte de la resistance de l'air )


Dans l'espace et en absence de toutes forces exterieures, un corps se deplacant à une vitesse donnée, n'a aucune raison de changer sa vitesse. pour cela il faudrait créer une acceleration et appliquer une force comme l'indique le principe de inertie...

[solinvictus]

eclaircissement pour la question 1
pour l'instant tu as appris les premier concept de la chute libre,
c'est a dire un objet tombant dans le VIDE.
tu apprendras par la suite que d'autres forces viennent s'opposer à la chute d'un objet. et donc que la masse et le volume de l'objet ainsi que la masse volumique du milieu dans le quel il chute rentrent en compte.

en force d'opposition à la chute tu as:

1)la poussée d'archiméde (Fa) qui depend de la masse volumique du milieu, du volume de l'objet ainsi que de la pesanteur

Fa = Mvm(masse volumique du milieu en kg/m3) x P(9.8m.s-²) x V (volume de l'objet en m3)

2)les forces de frottments (Ff)
qui dependent de la vitesse ainsi que de son coefficient de frottement

Ff= K(coef de frottement en Kg/s) x v (vitesse en sachant que pour une grande vitesse celle ci doit etre mise au carré)

K le coef de frottement quand a lui depend de la surface de l'objet, de la masse volumique du milieu de chute ainsi que d'autre données que je ne serai expliquer
(je ne suis pas un expert)

K=Masse volumique du milieu/2 x Cx(c'est ca que j'ai du mal expliquer mais c'est un coefficient qui depend de la forme de l'objet , exemple le Cx d'une sphere et d'environ 0.45) x S (surface de l'objet)

Voila pour la premiere question j'espere t'avoir éclairé
passons à la deuxieme (si j'en suis capable)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gagaetan]

Bonjour.
1- La force qui accélère le corps vers le bas est son poids 'mg' qui est lui même proportionnel à sa masse.
L'accélération d'un corps est, pour une même force, d'autant plus faible que sa masse est grande. C'est comme la dit Newton 'F=ma'. Si, à partir de cette formule vous calculez l'accélération d'un corps qui tombe, vous trouverez:
a=F/m=(mg)/m=g
La masse disparait, et l'accélération est égale à l'accélération de gravité.



Au revoir.

D'abord merci pour ta reponse, mais d'autre part je n'ai pas tres bien compris ta reponse et surtout la formule F=ma et ce quel a a voir avec P=MG

[solinvictus]

oui F=ma et F=mg sont plus au moins les memes formules
en effet "a" correspond a une acceleration en m/s/s (m.s-²)
"g" correspond égallement à une acceleration en m.s-²
mais "g" carractérise l'accélération du à la masse de la planete et d'altitude ou tu te trouve par rapport a sont centre de gravité, c'est la "pesanteur".

[LPFR]

D'abord merci pour ta reponse, mais d'autre part je n'ai pas tres bien compris ta reponse et surtout la formule F=ma et ce quel a a voir avec P=MG

Re.
F= ma est la deuxième lois de Newton. Une des lois de base de la mécanique.

P =mg est la définition du poids d'un objet. C'est la force avec laquelle la terre l'attire. Cett force vient de la loi de gravitation universelle: la force d'attraction entre deux corps est égale à
F= Gm1m2/r²
Si m2 est la masse d'un corps, m1 la masse de la terre et r le rayon de la terre, un objet, à la surface de la terre est attiré vers le centre de la terre par une force égale à 'm2g' où g=Gm1/r².
Et G est la constante de gravitation.
A+

[Gagaetan]

je ne comprend toujours pas.
Voila en fait j'ai isolé mon probleme: je voudrai comprendre la chute libre d'un objet (en gros pourquoi 2 objets de masse différente arrive en meme temp)

[solinvictus]

relis ma premiere explication
C'est par ce que dans ton cas de cours les 2 objets tombe dans le VIDE
et n'ont donc pas de force d'opposition a leur chute, mais dans la réalité il ne tombe pas a la meme vitesse.

[Gagaetan]

Oui mais je voudrais savoir pourquoi dans le vide, il ont la meme vitesse et arrive en meme temps et pourquoi la masse n'intervient pas.La question de départ il y avait marquée "chute libre" donc se qui se passe dans la réalité ce n'est pas le probeleme.Quoi que en ayant fais l'expérience a faible hauteur mes 2 objets arrivaient en meme temps

[solinvictus]

tout simplement car il subissent la meme accélération, 9.8m.s-², qui ne dépend nullement de la masse.
si un PL de 32Tonnes et une moto de 100Kg on la meme accélération il aurront tout au long de leur trajet la meme vitesse et arriveront en meme temps

je ne sais pas si mon exemple est tres parlant

[Gagaetan]

Je veux bien te croire, mais a tu des formule qui explique que la masse ne rentre pas dans la chute libre, car pour moi il sont attiré par la force P qui est proportionnel a la masse.Et est-ce que si la chute serait dans l'air, est-ce que cette fois ci la masse rentre dans les formules?

[solinvictus]

oui si la chute s'effectu dans l'air la masse de l'objet a son importance ainsi que la masse volumique de l'air, le volume de l'objet sa forme et autre...(comme expliqué dans ma premiere intervention).

c'est bien tu es en bonne voie pour comprendre =)

[solinvictus]

mais attention son inertie elle est rapport à la masse (F=m x P(9.8)
par contre sa vitesse (dans le vide) depend uniquement de la pesanteur terrestre (9.8m/s/s) c'est a dire que en 2seconde de chute il aurra atteint une vitesse de 9.8 x 2 = 19.6 m/s

compris?

[Gagaetan]

euuu non.Mais a-tu les formule ou les explication de la loi de la chute llibre de galilee, car j'aimerai vraiment voir pourquoi la masse n'influence pas.
(Car en faite dans ma tete l'objet tiré par un gros trait P qui est proportionnel a sa masse)

[solinvictus]

par formule de galilée
tu entend
x = 1/2at²
ou x=distance
a=acceleration
t=temps

ou tu entends par là les lois sur les satelites?

[Gagaetan]

mais attention son inertie elle est rapport à la masse (F=m x P(9.8)


compris?

Qu'a tu voulu dire par la?
J'ai compris la loi de galilee car depuis tout a l'heure je n'avais pas compri que g=a (soit sur terre 9.81newton par kg ou m par sec)

[solinvictus]

je voulais dire que ca force d'inertie d'un objet dependé de sa masse

Fi = m (kg) x g (9.8m/s/s)

attention "a" ou "g" sont des accélération ayant pour unités des metres par seconde par seconde

pour un objet dont l'acceleration et de 10m/s/s cela veu dire que en 1 seconde sa vitesse aurra augmenté de 10m/s

[Gagaetan]

aaa ok je me focalisait sur le fait que les 2 objet soit attiré par une force P differente, par exemple:
(toujours dans le vide)
Un objet de 10 kg est laché sans vitesse initial 10 metre il aura donc un poid de (10*9.81)98.1 Newton qui l'attirera pa terre.Voila en faite j'étais resté tout simplement la dessus si je considere que G (intensité de la pesanteur) signifie que pour tout objet laché dans le vide il fera 9.81 metre par seconde.
Mais je ne comprend toujours pas pourquoi ma prof a dit que G(intensités de la pesanteur) était en Newton par Kg.
Euu non en faite sa ne m'explique toujours pas pourquoi la masse est exclu

Je suis vraiment perdu la

[invite499b16d5]

pour résumer ce que t'ont dit les uns et les autres:
-la force qui va accélérer ton objet est d'autant plus grande que sa masse est grande
-mais comme pour une force donnée, une grosse masse accélère plus lentement, finalement...
les deux se compensent exactement

[LPFR]

Re.
Votre prof a raison. g et non G, (qui est réservé à la constante de gravitation universelle) est l'accélération de gravité et on peut la donner en N/kg même si c'est plutôt bâtard comme unité. Je préfère continuer à utiliser des m/s². Le newton n'est pas une unité de base du SI, alors que les mètres et les secondes oui.


Et je vous ai déjà expliqué pourquoi la masse est exclue, mais vous ne semblez pas avoir lu mon post.

A+

[Gagaetan]

Ha oui je l'ai lu (voir relu) et je l'ai meme imprimé!

[solinvictus]

Newtons/kg ou metre/seconde/seonde sont les memes unités tu peu convertir les unités , mais pour une cute je trouve plus explicite de parler de metre/sec/sec que de newton/kg

mais il faut que tu comprenne que tout objet en chute libre qu'importe sa masse est attiré par la masse de la terre (ou force de pesanteur) qui est a 0metre d'altitude egale à 9.81metre/seconde/seconde

petit exercice voir si tu as compris=

un objet tombe pendant 10 seconde dans le vide (sur terre)
la pesanteur= 10m/s/s
quel est sa vitesse final?

et ensuite si sa masse est de 10kg
quel et sa force d'inertie et quel sera sa vitesse au bout de 10 secondes?

[Gagaetan]

A non ca y est j'ai compris enfin...
Mais voila j'ai eu le temp de réfléchir a d'autre question

Voila sa porte sur la vitesse limite:
Dans le viide: la vitesse limite dépend elle de la masse de l'objet donc de la force P exercé?Si deux objet donc de vitesse egale mais de Force Pexercé dessus différente est-ce que lors de l'atteinte de leurs vitesse limites ils n'auront plus la meme vitesse?
Enfin y a t'il une formule pour calculer la vitesse limites d'un objet et le temps qu'il mettra pour l'atteindre?

[invite499b16d5]

là, ça dépend de ce que tu appelles la vitesse limite!
en physique classique, y'en a pas: dans le vide, la vitesse augmentera sans arrêt (quoique une fois qu'on a atteint le centre de la Terre, il faut bien que ça s'arrête)
en physique relativiste, il y a une vitesse limite, mais elle ne dépend pas de la masse de l'objet

[Gagaetan]

Newtons/kg ou metre/seconde/seonde sont les memes unités tu peu convertir les unités , mais pour une cute je trouve plus explicite de parler de metre/sec/sec que de newton/kg

mais il faut que tu comprenne que tout objet en chute libre qu'importe sa masse est attiré par la masse de la terre (ou force de pesanteur) qui est a 0metre d'altitude egale à 9.81metre/seconde/seconde

petit exercice voir si tu as compris=

un objet tombe pendant 10 seconde dans le vide (sur terre)
la pesanteur= 10m/s/s
quel est sa vitesse final?

et ensuite si sa masse est de 10kg
quel et sa force d'inertie et quel sera sa vitesse au bout de 10 secondes?

Alors pour le 1 cela fait 100m/s

Et pour l'objet de 10kg cela fait comme vitesse 981m/s
Dit moi si j'ai juste.
Au passage peut tu me dire comment convertir N/Kg en M/s?

[invite499b16d5]

j'ai une question moi aussi concernant la vitesse limite:
supposons un corps lâché d'une hauteur infinie (depuis le bout de l'univers, en fait) vers la Terre: comment calculer à quelle vitesse il arrivera au centre de masse?

Edit:
en négligeant tous les autres objets, bien entendu !

[solinvictus]

dans le vide il n'y a pas de vitesse limite (enfin du moins c'est de la théorie)
en realité pour calculer la vitesse limite de la chute d'un objet dans un certain milieu l'equation est=
Vmax= g x (1 - Mvm/Mvs)x m/k
tous ca a la racine carré si la vitesse est importante

Vmax = vitesse maximun atteinte
g = pesanteur (9.8m/s/s)
Mvm = masse volumique du mileu (kg/m3)
Mvs= masse volumique de l'objet (kg/m3)
m = masse de l'objet
K= se rapporter a ma premiere intervention

pour le temps qu'il faudra pour atteindre la vitesse limite

m/k= temps qu'il faudra pour atteindre 63% de la vitesse maximum (en seconde)

et 5m/k = environ le temps qu'il faudra a l'objet pour atteindre la vitesse max

voila

[Gagaetan]

Mais alors si la vitesse limite n'existe pas, comment se fait-il que une bille lachée dans un fluide au bout d'un moment est a vitesse constante?
Tu voulais dire que la vitesse limites n'existe pas dans le vide.
Imaginon que dans l'air je lache un objet avec une force supérieur a la force P de son poid autrement dit il a une vitesse supérieur a sa vitesse limite.Est-ce qu'il continuera avec la meme vitesse ou bien ralentirai pour atteindre sa vitese limite qui d'apres des source depend de la masse

[solinvictus]

pour ton exercice la premiere partie est juste mais pas la deuxieme, l'objet de 10 kilo atteindra au bout du meme temps la meme vitesse
et ATTENTION se ne sont pas des metre/seconde mais bien des metre/seconde/seconde ou metre/seconde² c'est une acceleration pas une vitesse