Bonjour,
Je bloque a un endroit tout bête de mon DM:
Il s'agit d'un skieur sur une piste qui est soumis a son poids la reaction de la piste et une force de frottement fluide F=kSv^2.
Je suis censé trouver une vitesse limite en l'infini.
J'ai écrit le PFD et j'ai projeté mais ca m'avance a rien
Si vous auriez une petite indication ca serait gentil
Merci d'avance
Bonsoir,
le PFD projeté sur l'axe parallèle à la pente doit te conduire à une équation différentielle liant l'accélération à la vitesse. C'est en résolvant cette équation que tu trouveras la vitesse limite cherchée.
cordialement
Bonjour.
Ce n'est pas gentil de menacer Southpaw d'une équation différentielle.
La situation limite (que l'on vous demande) se produit quand il n'y a plus d'accélération.
Pour cela il faut que la force de freinage et la force qui accélère aient la même valeur.
Faites un dessin.
Combien vaut la force qui accélère?
Avec cette valeur et l'équation de la force de freinage, vous déduirez la vitesse limite.
Au revoir.
Bonjour,
c'est effectivement beaucoup plus facile comme cela !
Pour me faire l'avocat du diable, c'est la seule façon de prouver qu'il y aura une situation limite. (stabilité)Envoyé par LPFR
Quand j'étais étudiant, j'appliquais les méthodes vue en maths en cours de physique. (j'étais d'un chiant...)
D'abord prouver la possibilité de cette accélération nulle et si elle existe, alors on trouve la solution.
Que donne votre approche physique avec les mains (sans l'équation diff) sur cet exemple? (Ex, un chieur vous demande pourquoi cela ne vibrerait pas en permanence?)
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Re : skieur
Bonsoir,
Ayant donné l'indication de l'équation différentielle, je me permet de répondre à la place (ou plutôt avant) LPFR.
Certes, la résolution de l'équa diff est la seule manière de montrer qu'il existe une vitesse limite, mais d'après la formulation employée par Southpath, et même s'il ne retranscrit pas mot pour mot son énoncé, il me semble que l'existence de la vitesse limite est admise (je n'en suis pas sûr, mais je le sens... maintenant
cordialement
Bonjour,
C'est clairement la réponse de LPFR qui sera la plus utile pour Southpaw.
LPFR me traite gentiment (et assez régulièrement) de "matheux".
C'est pour cela que je suis intéressé par son approche physique des phénomènes, en particulier si l'on se passe des équations différentielles pour les prédictions. (ou postdictions)
Je m'étais placé dans le rôle du "chieur" qui se demande comment on devine qu'il y aura une vitesse limite.
(Et pour celui qui me dirait que c'est évident sans utiliser de maths, qu'il soit convaincu que j'exhiberai un exemple où il est évident que l'intuition (qu'on peut espérer d'un lycéen, voir d'un docteur en physique) conduit à une vitesse limite alors que c'est mathématiquement (et physiquement) faux.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour.
Je vous remercie d'avoir répondu Nico2009. Je n'étais pas disponible hier. Et je suis, évidemment, d'accord avec vous.
Il y a d'autres choses dans la vie que des équations différentielles ou des équations tout court.Pour me faire l'avocat du diable, c'est la seule façon de prouver qu'il y aura une situation limite. (stabilité)
Par exemple il y a la réflexion et le raisonnement.
Mais... vous l'êtes toujours!
La possibilité de l'accélération nulle est celle que j'ai donnée comme suggestion à Southpaw.D'abord prouver la possibilité de cette accélération nulle et si elle existe, alors on trouve la solution.
Que donne votre approche physique avec les mains (sans l'équation diff) sur cet exemple? (Ex, un chieur vous demande pourquoi cela ne vibrerait pas en permanence?
Cordialement.
Pour qu'il y ait oscillation il faut qu'il ait du "retard" ou de la "mémoire" entre la cause et l'effet. Ici, si la vitesse augmente d'un chouilla, la force de freinage augmente simultanément (pas de retard), et vice-versa: si la force de freinage augmente l'accélération devient négative simultanément. Donc ça ne peut pas osciller.
Cordialement,
Que j'exerce avec bonheur en m'appuyant sur des modèles que j'espère le plus physiques possibles pour vous satisfaire et entrer dans le cercle très fermé des physiciens.
Etudiant et/ou chieur?
Comme promis, j'accepte votre raisonnement que j'applique donc à un cas qui oscille manifestement.
Système masse-ressort.
Pour qu'il y ait oscillation il faut qu'il ait du "retard" ou de la "mémoire" entre la cause et l'effet. Ici, si la position augmente d'un chouilla, la force de rappel augmente simultanément (pas de retard). Donc ça ne peut pas osciller.(sic)
En tant que (mauvais) élève, je sens que je vais prendre une mauvaise note alors qu'il me semble que j'ai appliqué la méthode que vous m'aviez donnée!
Le point difficile est évidement ce que vous considérez comme cause et comme effet.
Si on revient à l'exemple du skieur (ou équivalent, parachute, etc...).
m.dv/dt + k.v = Fext (notation évidente habituelle?)
Écrit comme ceci, c'est effectivement un système sans mémoire entre force et vitesse. (premier ordre, pôle en -k/m)
Mais, je peux aussi décrire ce même système en variable d'état, en faisant intervenir l'intégration entre accélération et vitesse.
Partant de la même équation
Fext - k.v = m.dv/dt
Petit schéma bloc fonctionnel :
Entrée Fext, auquel on retranche (soustracteur) k.v, donne m.dv/dt, qui par intégration (donc mémoire, constante d'intégration, retard de 90° en régime sinus, etc...) donne m.v. (quantité de mouvement)
Obtention de la grandeur -k.v par multiplication par le pôle (-k/m), puis rebouclage au début. (contre réaction)
J'applique en tant qu'étudiant bête et chiant de la même façon votre méthode :
Pour qu'il y ait oscillation il faut qu'il ait du "retard" ou de la "mémoire" entre la cause et l'effet. Je note une mémoire entre l'accélération (la cause) et la vitesse (l'effet). Donc ça peut osciller.
Et je reprends encore un carton sans rien y comprendre du tout!
Je sais, je suis chiant.
Comment éclaircir tout ceci sans mathématiques? Avec, je sais faire et je ne doute pas que vous savez le faire aussi!
Seulement avec la réflexion et le raisonnement...
Bien Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
stefjm: s'il y a une oscillation alors tu le retrouveras forcément dans les solutions de l'équation proposée par LPFR non ?
Eh non.
L'équation proposée est une équation statique, ie qui suppose qu'il y a un régime statique.
S'il n'y en a pas, l'équation proposé par LPFR ne donne que la valeur moyenne en cas d'oscillation et ne donne strictement rien en cas de divergence.
Et tout cela, je le sais grâce au modèle mathématique et non grâce à un raisonnement.
On peut s'en convaincre avec un système instable du genre -kv+m.dv/dt=0. réponse en exp(+t/tau).
C'est pour cela que le point de vue physique que défend LPFR m'intéresse et que je cherche à préciser ses conditions d'applications.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Désole d'avoir mis autant de temps a répondre... Petits problèmes de internet...
Merci beaucoup pour vos réponses. J'ai enfin trouve et Vlimite=sqrt(2mgsin(a)/k) (juste histoire de vous tenir au courant)
Maintenant au risque d'abuser de vous on me demande la puissance des forces de frottements solides (coefficient dynamique f) et la aussi je sèche. Je sais que la puissance c'est F.V (produit scalaire) mais pour la force de frottement je sais pas comment l'écrire. C'est a dire le coefficient je le multiplie par quel vecteur pour en faire une force??
Merci encore vous êtes géniaux =)
C'est encore moi...
En fait ma question avait une reponse toute simple: il suffit de trouver la norme de la composante tangentielle qui est justement la force de frottement et on sait que norme(Rt)=f*norme(Rn) donc tout est buen
Merci beaucoup encore
On s'est occupé en vous attendant...
Je ne vois pas trop d'où sort le 2?
Le poid projeté sur la trajectoire donne mg sin(a) égale à la force de frottement k.Vlimite^2.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Coulomb_(m%C3%A9canique)
Le vecteur force de frottement s'oppose à l'avancement. Il est perpandiculaire à la normale de la surface.
Seulement les autres. Moi, je suis le "chieur" de service...
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonsoir,
Contrairement à LPFR, je ne parierais pas une crotte en chocolat sur l'existence d'un raisonnement purement physique pour démontrer rigoureusement l'existence d'une vitesse limite mais je voudrais faire une distinction (évidente pour les spécialistes) entre le raisonnement physique et l'intuition physique.Bonjour,
C'est clairement la réponse de LPFR qui sera la plus utile pour Southpaw.
LPFR me traite gentiment (et assez régulièrement) de "matheux".
C'est pour cela que je suis intéressé par son approche physique des phénomènes, en particulier si l'on se passe des équations différentielles pour les prédictions. (ou postdictions)
Je m'étais placé dans le rôle du "chieur" qui se demande comment on devine qu'il y aura une vitesse limite.
(Et pour celui qui me dirait que c'est évident sans utiliser de maths, qu'il soit convaincu que j'exhiberai un exemple où il est évident que l'intuition (qu'on peut espérer d'un lycéen, voir d'un docteur en physique) conduit à une vitesse limite alors que c'est mathématiquement (et physiquement) faux.
Cordialement.
Le raisonnement physique, ici, me semble-t-il, est celui qui conduit du PFD à l'établissement de l'équation différentielle : énumération des forces, forme de la force de frottement.
Au delà, l'intuition physique nous dit (parce que nous avons fait du ski, ou que nous avons vu notre chien s'élancer vers sa gamelle sur le carrelage puis y parvenir sans osciller
I
La science ne peut débuter sans intuition et ne peut se conclure sans preuves. Et là, je me rends compte que je deviens très ch...
cordialement
En général, LPFR a de la ressource pédagogique pour se passer de maths, mais sur ce coup, je reste très septique. J'ai certes détourné sa méthode en faisant l'étudiant qui n'y comprend pas grand chose et j'ai montré que le raisonnement physique qu'il propose ne permet pas de conclure correctement dans des cas pourtant simples.
Ben voilà!La science ne peut débuter sans intuition et ne peut se conclure sans preuves. Et là, je me rends compte que je deviens très ch...
On est deux et LPFR ne s'occupe plus de ses cancres...
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour Stefjm et Nico.
Comme j'ai déjà dit à Stefjm, ce type de discussion ne m'amuse pas. Je participe au forum pour essayer d'aider des débutants et non pour essayer de convaincre des convaincus.
Et vous Stefjm, n'êtes plus étudiant depuis un moment.
Contrairement à vous, je ne pense pas qu'une démonstration mathématique soit plus rigoureuse qu'un raisonnent physique. Mais ce n'est pas la tradition dans l'enseignement de la physique en France, où l'on considère en général que la physique est basée sur les maths.
Un mot de plus sur les systèmes oscillants. Dans un système oscillant on trouve de l'énergie que oscille entre deux endroits ou entre deux formes (potentielle/cinétique, par exemple). Dans ce problème vous avez la conversion monotone d'énergie potentielle en énergie cinétique et la conversion d'énergie cinétique en chaleur. Comme la chaleur ne va pas se transformer en énergie cinétique ni potentielle ni le skieur va remonter la pente, vous ne pouvez pas avoir des oscillations.
Si mes arguments ne vous paraissent pas convaincants, ce n'est pas grave. Je ne prends pas ombrage et je n'essayerai pas de vous convaincre. Vous pouvez toujours utiliser les maths si vous trouvez cela mieux.
Cordialement,
Bonjour LPFR,
Bonjour à tous,
Je ne suis pas du tout un matheux convaincus.
L'avantage que je vois dans la modélisation mathématique est qu'avec un discourt simple, je couvre la description de pas mal de cas. (et je prédit correctement ce qui se passe)
Le reproche que j'ai toujours fait aux physiciens et à leurs méthodes est le caractère ad-hoc des raisonnements qui marchent dans certains cas particulier et dont la généralisation marche plutôt mal. (du moins de mon point de vue)
Je suis resté très gamin...Et vous Stefjm, n'êtes plus étudiant depuis un moment.
Et comme tout étudiant d'aujourd'hui, je voudrais bien une correction de mon exercice de physique :
message 9
Le pire, c'est que je crois bien que je suis d'accord avec vous.
Pourquoi croyez-vous que je cherche à me passer de maths?
Le problème, c'est que je ne sais pas encore faire un raisonnement physique sans maths. (et c'est difficile)
Encore un changement de fusil d'épaule.
J'aimerais assez me passer de maths, mais pour cela, il va me falloir les remplacer par autre chose.
Le problème est qu'en utilisant vos arguments, j'arrive à écrire des bêtises.
C'est l'aspect : "Oui, mais non! Dans ce cas, c'est pas comme ça, c'est autrement."
Quand j'étais étudiant, j'étais fort en physique car rapide en maths...
Et définir une vitesse en physique sans la dérivée des maths, c'est un peu chaud. (mais je suis prêt à relever le défit.)
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour LPFR et à tous,
Je reste sur ma faim concernant l'application de la méthode "raisonnement physique" que vous proposiez.
Le fait que je lui fasse dire ce qui suit ne vous dérange pas plus que cela? (imaginez que je suis un étudiant...
La considération énergétique est intéressante, mais il était seulement question de mémoire ou retard dans votre propos.Comme promis, j'accepte votre raisonnement que j'applique donc à un cas qui oscille manifestement.
Système masse-ressort.
Pour qu'il y ait oscillation il faut qu'il ait du "retard" ou de la "mémoire" entre la cause et l'effet. Ici, si la position augmente d'un chouilla, la force de rappel augmente simultanément (pas de retard). Donc ça ne peut pas osciller.(sic)
En tant que (mauvais) élève, je sens que je vais prendre une mauvaise note alors qu'il me semble que j'ai appliqué la méthode que vous m'aviez donnée!
Le point difficile est évidement ce que vous considérez comme cause et comme effet.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour Stefjm.
Oui. C'est le problème avec les raisonnements. On ne peut pas faire n'importe quoi, ce qui les rend difficiles à faire passer. Il faut que les gens comprennent. Et tout cas, c'est beaucoup plus difficile que le conditionnement des chiens de Pavlof.
C'est le choix fait le plus souvent: apprenez par cœur cette "recette de cuisine" ou cette "convention de signes"; comme ça vous n'aurez pas à réfléchir (ni moi à m'emmerder à vous faire comprendre).
Et pour pas mal de chers collègues, la "compréhension" se réduit à savoir répéter les calculs mathématiques.
Et là, en tant que "mauvais élève", vous "appliquez la même méthode"... mais sans réfléchir. Sauf que ce n'est pas la même méthode. Mais uniquement une phrase qui rime avec la mienne. Dans un cours de poésie, ce serait suffisant.
Cordialement,
Je croyais avoir bon. Où est l'erreur?
Cela rime plutôt bien!
Où est l'erreur?
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Je vais le faire plus franc et plus direct.
Je pense que la "méthode physique" que vous m'avez donné ne vaut pas grand chose. (Pour qu'il y ait oscillation il faut qu'il ait du "retard" ou de la "mémoire" entre la cause et l'effet.)
J'exhibe un contre-exemple que vous traitez gentiment de poésie! J'estime que votre réponse poétique est purement rhétorique...
Comme d'habitude, il n'est pas question de faire changer d'avis son contradicteur, mais seulement de le comprendre.
En l'état, je ne vous comprends pas et cela m'ennuie.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
bsr
euh... j'avaisi encore jamais vu ou entendu ce principe!Pour qu'il y ait oscillation il faut qu'il ait du "retard" ou de la "mémoire" entre la cause et l'effet.
la cause précédent l'effet , il y a tj du "retard" entre eux. non ? donc rien à voir à priori avec une qcq oscillation
En revanche, le raisonnement physique doit l'emporter sur le traitement mathématique si l'on veut comprendre les phénomènes.
Ne pas confondre une relation physique avec une relation mathématique !
Bonjour tempsreel1
Bonjour LPFR,
Bonjour à tous.
Eh bien moi non plus!
Et c'est bien pour cela que je demande à LPFR des explications sur ce type de raisonnement physique.
Je n'ai fait qu'appliquer son raisonnement qui mène à de curieux résultats sur un cas d'école ou tout le monde s'accorde sur le résultat.
J'espère qu'il est évident que je ne chipote pas le principe physique en lui même (quoi que dans ce cas là, je pourrais comme tempsreel1 le fait...) mais la méthode que prône LPFR. (Reflexion physique contre maths)
Le pire, c'est que je suis assez d'accord avec LPFR pour dire qu'il faut réfléchir, mais à sa différence, j'inclus dans ma réflexion les maths qui décrivent la physique.
Pour moi, c'est un tout que je ne dissocie pas et ce pour une raison très simple :
Chaque fois que je dissocie, je me plante plus ou moins lamentablement.
Difficile de parler d'accélération, de vitesse et de position (concept physique) sans maitriser l'intégration (concept mathématique)
Je veux bien une définition pour relation physique et relation mathématique pour savoir ce dont tu parle.
Si tu as un exemple très simple de cas d'école pour illustrer, ce serait encore mieux.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
voilà,
tu prends y= ax valable quelque soit x
et x = vt (loi physique donnant la vitesse) valable pour tous les couples (x,t) ayant un rapport avec le déplacement du système à la vitesse v
sont exclues les couples (x,t), vérifiant la relation, sans rapport avec l'expérience. Par exemple t : la durée necessaire pour faire cuire un oeuf coque et x la distance parcourue par ton curseur sur l'écran pendant une durée t' mais vérifiant par hasard la relation x = vt !
c'est trivial mais c'est je crois la nuance entre relation physique et mathématique. Tu auras compris qu'il y a un contexte associé à toute relation physique
Fo voir d'autres réponses
@+
Ok. Je comprends ce que tu voulais dire par là.
Je n'utilise donc bien que des relations physiques quand je fais de la physique. (ouf!)
Pourquoi LPFR me considère-t-il comme un matheux, plus qu'un physicien?
J'appuie mes raisonnements physiques sur des relations physiques.
Je ne vois pas du tout comment me passer de ces relations physiques.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
e n'utilise donc bien que des relations physiques quand je fais de la physique. (ouf!)
nous le faisons tous plus ou moins consciemment
demande lui mais pour ma part tu n'utilises peut être pas assez le contexte de la situation pour résoudre les pb, mais à chacun ses carences...Pourquoi LPFR me considère-t-il comme un matheux, plus qu'un physicien?
J'appuie mes raisonnements physiques sur des relations physiques.
Je ne vois pas du tout comment me passer de ces relations physiques.
Bonjour Stefjm.
Avez-vous déjà essayé de suivre une oscillation complète d'un pendule ou d'un circuit LC sans écrire des équations?
Uniquement avec les équations de base: F = ma ; a=ΔV/Δt et V= Δx/Δt et les définitions de self (V = L ΔI/Δt) et de capa. ΔV=(I/C) Δt .
Rien d'autre. Pas d'intégrale ou d'équation différentielle. Que des raisonnements et des dessins.
Et remarquez que, pour vous éviter toute tentation, j'ai écrit les définitions avec le langage de la physique 'Δ' et sans des différentiels ou des dérivées.
Faites-le, et vous aurez fait de la physique.
Cordialement,
Bonjour LPFR
Oui, j'ai déjà fait cela. Ouf! Je suis un peu physicien.
Je crois que j'ai enfin compris ou vous mettiez la limite entre maths et physique.
Écrire des proportionnalités (ça ce sont des maths) entre grandeurs physiques restent de la physique pour vous.
Alors que dès qu'il apparait des notions un peu plus complexe, cela n'est que des maths?
Vous séparez l'aspect résolution (math) de l'aspect description physique.
J'ai vu.
Juste des proportionnalités, mais un peu des maths quand même.
Ce sont également mes outils de base quand je me contente de l'analyse dimensionnelle.
Je suis sauvé!
J'ai même écrit des équations de récurrence pour trouver les solutions en temps réel du genre :
V(t+Δt)=V0+a.Δt
Et pour ce qui concerne votre raisonnement physique à propos de "retard ou de mémoire"? Vous maintenez ou ce n'était qu'une coquille? J'avoue que cela m'intrigue car vous êtes du genre à reconnaitre une erreur quand vous vous trompez! On ne m'avait encore jamais dit que je faisais de la poésie!
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Re.Et pour ce qui concerne votre raisonnement physique à propos de "retard ou de mémoire"? Vous maintenez ou ce n'était qu'une coquille? J'avoue que cela m'intrigue car vous êtes du genre à reconnaitre une erreur quand vous vous trompez! On ne m'avait encore jamais dit que je faisais de la poésie!
Cordialement.
Je ne vous ai pas dit que vous faisiez de la poésie. Ce que j'ai dit est que la seule relation entre votre phrase et la mienne était la rime.
Le retard et la mémoire vous l'avez trouvé (et vraisemblablement oublié) quand vous avez fait l'exercice dont je parlais. Vous appliquez un force à un objet (ou une tension à une self) et la vitesse ou le courant ne s'établissent pas tout de suite. Ils se limitent à augmenter. Mais une fois que vous arrêtez de pousser ou d'appliquer la tension, la vitesse continue et le courant aussi. Et c'est ça qui fait qu'ils oscillent.
Et non, ce n'est pas une coquille.
Ni un principe non plus.
Le seul principe que j'énonce n'a rien à voir avec la physique mais avec l'administration et la politique: "Quand il y a une connerie à faire, on ne la rate jamais".
Et je ne crois même pas pouvoir prétendre à la paternité.
Cordialement,
