Principe fondamental de la dynamique.

[invite1fddea83]

Bonjour,

Je me place dans les hypothèses de la mécanique classique, dans un référentiel galiléen dans lequel je considère un point matériel M de masse m constante au cours du temps.
La deuxième loi de Newton stipule alors que la somme des forces appliquées à M vaut le produit de m par l'accélération de M.

Mais comment vérifie-t-on expérimentalement cette loi ?

Certes l'accélération est mesurable (via la mesure de la position au cours du temps), mais qu'en est-il de la force ?
Qu'est ce qui nous permet de dire : "une force de 150 Newtons s'exerce sur M..." ? A moins d'utiliser , ce que l'on cherche justement à établir, je ne vois pas.
Evidemment dans le cas de la force de gravitation, de la force de tension d'un ressort, ... on dispose d'expressions de la force (loi de la gravitation universelle, loi de Hooke, ...), mais alors comment établir expérimentalement ces lois (sans avoir recours à ) ?

La seconde loi de Newton est-elle réellement une loi ou bien simplement un moyen de quantifier (et même de définir) la notion intuitive que nous avons de la force ?

Je me doute qu'il n'y a pas de réponse absolue car après tout, qu'est ce qu'un référentiel galiléen? qu'est ce que le temps? la masse? la position? ... je cherche juste à m'éclaircir les idées à ce sujet.

Je vous remercie d'avance.
-----

[mamono666]

tu devrais lire ce livre: http://www.editions-hermann.fr/fiche...que&prodid=252

[ne_getem]

Personnellement je ne c'est pas, mais il y a beaucoup de grandeur physique qu'il nous est impossible de mesurer directement. Tels que la masse, il n'existe pas d'appareil pour quantifié une masse.

[mathier]

pour ce qui est d'une "vérification" expérimentale on peut utiliser mobile atoporteur relié à un ressort .
F = tension du ressort = k*allongement
a = calculée a partir des points de l'enregistrement

on doit retrouver F=ma

sachant que le poids et la reaction normale se compensent

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Ne_getem: les masses on les mesure très bien, depuis l'antiquité, avec des balances.
On peut aussi les mesurer avec des dynamomètres (ressorts dont on connaît la constante). Mais il y a de l'incertitude pour l'accélération de gravité du lieu, à moins que le ressort ait été calibre sur place avec une masse étalon.

Pour les mesures de force on a les ressorts, et actuellement (depuis un siècle), les capteurs de forces.

La vérification de F=ma, vous l'avez dans toutes les sondes spatiales lancées, dans la navette et dans tous les satellites. On connaît (parce qu'on les à mesurées) la force de poussée des moteurs, et avec ça on fait atterrir une sonde sur Titan. On utilise aussi cette loi pour calculer les trajectoires de satellites et des sondes.

Et on peut toujours utiliser cette loi pour calculer la fréquence d'une masse attachée à un ressort.

Coté vérification, les lois de Newton on été archi-vérifiées et ce n'est qu'avec des effets relativistes qu'elles sont prises en défaut.

Au revoir.

[ne_getem]

Bonjour.
Ne_getem: les masses on les mesure très bien, depuis l'antiquité, avec des balances.
On peut aussi les mesurer avec des dynamomètres (ressorts dont on connaît la constante). Mais il y a de l'incertitude pour l'accélération de gravité du lieu, à moins que le ressort ait été calibre sur place avec une masse étalon.

Pour les mesures de force on a les ressorts, et actuellement (depuis un siècle), les capteurs de forces.

La vérification de F=ma, vous l'avez dans toutes les sondes spatiales lancées, dans la navette et dans tous les satellites. On connaît (parce qu'on les à mesurées) la force de poussée des moteurs, et avec ça on fait atterrir une sonde sur Titan. On utilise aussi cette loi pour calculer les trajectoires de satellites et des sondes.

Et on peut toujours utiliser cette loi pour calculer la fréquence d'une masse attachée à un ressort.

Coté vérification, les lois de Newton on été archi-vérifiées et ce n'est qu'avec des effets relativistes qu'elles sont prises en défaut.

Au revoir.

Je parle de mesure direct ! Pour les balances il est évident qu'elle ne mesure pas ta masse, mais uniquement ton poids, et tu va devoir utilisé une loi mathématiques afin de le retrouvé (F=ma); idem pour le ressort. Imagine que tu est dans l'espace, comment tu mesure la masse ? Tu peut pas utilisé de balance puisqu'il n'y a plus de forces gravitationnelle.

[stefjm]

Je parle de mesure directe ! Pour les balances il est évident qu'elle ne mesure pas ta masse, mais uniquement ton poids, et tu va devoir utilisé une loi mathématiques afin de le retrouvé (F=ma); idem pour le ressort.

Ben non!
Une balance permet de comparer des masses entre elles. La force ne sert qu'au déséquilibre.

Imagine que tu est dans l'espace, comment tu mesure la masse ? Tu peut pas utilisé de balance puisqu'il n'y a plus de forces gravitationnelle.

Comment fait-on?

[ne_getem]

C'est exact stefjm la balance compare 2 masse mais n'en mesure aucune ! ^^ Sinon les balances que j'avais en tête sont celles ou tu te pose dessus pour te pesé ^^

[invite1acecc80]

Bonsoir,

C'est exact stefjm la balance compare 2 masse mais n'en mesure aucune ! ^^ Sinon les balances que j'avais en tête sont celles ou tu te pose dessus pour te pesé ^^

Il existe d'autre moyen pour mesurer une masse... imagine que la masse intervient dans la fréquence propre d'une oscillation harmonique.

A plus.

[stefjm]

Il existe d'autre moyen pour mesurer une masse... imagine que la masse intervient dans la fréquence propre d'une oscillation harmonique.

Un exemple simple?
(Les exemples que j'ai en tête ne permettent pas cette mesure, la masse se simplifiant!)

[LPFR]

Un exemple simple?
(Les exemples que j'ai en tête ne permettent pas cette mesure, la masse se simplifiant!)

Bonjour.
Suivant la masse, vous pouvez la poser à l'extrémité d'une lame ou d'une tige, ou faire un pendule à torsion.

Aussi, pour mesurer une masse dans l'espace, on peut utiliser la balance de Cavendish. Certes, ce n'est pas très practice ni très rapide.
On peut utiliser la méthode de Mach (accélération gravitationnelle entre deux masses). Mais ce n'est ni plus rapide ni plus pratique que la balance de Cavendish.
On peut aussi "centrifuger" la masse et mesurer la force centripète. En choisissant le bon rayon et la bonne vitesse on peut même utiliser une balance du commerce. (Oui: ce n'est pas très précis).
Au revoir.

[invite1acecc80]

Bonjour,

@Stefjm:

J'ai ceci de la Nasa pour mesurer la masse de ses "astronautes":

The Space Linear Acceleration Mass Measurement Device (SLAMMD).

C'est ici.

A plus.

[stefjm]

Merci à vous deux.