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La masse dépend du référentiel ?



  1. #1
    benjy_star

    La masse dépend du référentiel ?

    Bonjour.

    Question toute simple : la masse, d'un particule par exemple, dépend de sa vitesse d'un point de vue relativiste. Or la vitesse dépend du référentiel. Donc la masse dépend du référentiel.

    Je me trompe ?

    La masse est une manifestation de l'énergie, et celle-ci dépend parfois du référentiel, comme l'énergie cinétique, donc je ne pense pas me tromper, mais je préfère avoir confirmation.

    -----


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  3. #2
    gatsu

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par benjy_star Voir le message
    Bonjour.

    Question toute simple : la masse, d'un particule par exemple, dépend de sa vitesse d'un point de vue relativiste. Or la vitesse dépend du référentiel. Donc la masse dépend du référentiel.

    Je me trompe ?

    La masse est une manifestation de l'énergie, et celle-ci dépend parfois du référentiel, comme l'énergie cinétique, donc je ne pense pas me tromper, mais je préfère avoir confirmation.
    salut,

    Non la masse est un invariant par changement de référentiel .
    "Au fond..la musique si on la prend note par note c'est assez nul". Geluck

  4. #3
    invite21348749873
    Invité

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par benjy_star Voir le message
    Bonjour.

    Question toute simple : la masse, d'un particule par exemple, dépend de sa vitesse d'un point de vue relativiste. Or la vitesse dépend du référentiel. Donc la masse dépend du référentiel.

    Je me trompe ?

    La masse est une manifestation de l'énergie, et celle-ci dépend parfois du référentiel, comme l'énergie cinétique, donc je ne pense pas me tromper, mais je préfère avoir confirmation.
    Bonjour
    Vous avez tout à fait raison.
    Quantité de mouvement et energie sont les composantes d'un quadivecteur dont le module, lui est indépendant du réferentiel inertiel.

  5. #4
    Coincoin

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Encore une victoire de Canard !

  6. #5
    vaincent

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par benjy_star Voir le message
    Bonjour.

    Question toute simple : la masse, d'un particule par exemple, dépend de sa vitesse d'un point de vue relativiste. Or la vitesse dépend du référentiel. Donc la masse dépend du référentiel.

    Je me trompe ?

    La masse est une manifestation de l'énergie, et celle-ci dépend parfois du référentiel, comme l'énergie cinétique, donc je ne pense pas me tromper, mais je préfère avoir confirmation.
    Cette question a souvent été posée, et la réponse est simple : la masse est un invariant relativiste, norme du quadri-vecteur impulsion-énergie (à un facteur c² près). On peut si on le désire parler de masse au repos et de masse en mouvement, mais c'est une vision désuète des choses, car cette interprétation est liée à l'écriture classique de la formule relativiste :



    Maintenant on dira plutôt qu'on a :



    est la partie spatiale du quadri-vecteur vitesse.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Les Terres Bleues

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Cette question a souvent été posée, et la réponse est simple : la masse est un invariant relativiste, norme du quadri-vecteur impulsion-énergie (à un facteur c² près). On peut si on le désire parler de masse au repos et de masse en mouvement, mais c'est une vision désuète des choses, car cette interprétation est liée à l'écriture classique de la formule relativiste :
    Cette question pourtant reste toujours pertinente, et la réponse réitérée à chaque demande permet d'apprécier qu'historiquement, il n'en a pas toujours été ainsi, confirmant que la perception que nous avons de la "réalité" dépend bien du modèle que nous nous en faisons.

    En outre, l'emploi "automatique" du coefficient de Lorentz réintroduit subrepticement la notion de temps à travers la composante vitesse (au dénominateur de la fraction), et à mon avis cela n'est pas sans risque quant à la bonne compréhension de l'approche théorique (actuellement admise).

    Cordiales salutations.

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  10. #7
    benjy_star

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Merci à tout le monde pour vos réponses !

    C'est fou ce fil, y a pleins de trucs intéressants !

  11. #8
    Infra_Red

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    tu confonds peut-être entre masse "grave" et "inerte" !!!
    la masse grave est la masse affichée sur la balance quand tu te pèses (c'est pas la masse directement mais le poids), la masse inerte est celle qui intervient dans la seconde loi de newton : F=ma

  12. #9
    Seirios

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Bonjour,

    la masse grave est la masse affichée sur la balance quand tu te pèses (c'est pas la masse directement mais le poids)
    Je dirais plutôt que la masse grave est la masse intervenant dans l'expression .
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  13. #10
    mach3

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    la masse inerte est celle qui intervient dans la seconde loi de newton : F=ma
    oui, mais cette masse là non plus n'augmente pas avec la vitesse, l'expression d'un force en relativité étant beaucoup plus compliquée que F=ma...

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  14. #11
    invite6754323456711
    Invité

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Maintenant on dira plutôt qu'on a :



    est la partie spatiale du quadri-vecteur vitesse.
    Le quadrivitesse n'est il pas définit sans dimension ? m0 à la dimension d'une masse il faut que p est la dimension d'une impulsion. Il me semble donc que la formules est :



    Avec le 4-vitesse qui est tangent à la ligne d'univers de la particule tout comme sa 4-impulsion .

    Du coup la masse de la particule s'obtient à partir du carré scalaire de ==> - m02c2 signature de la métrique (-,+,+,+). vecteur unitaire pour la métrique.

    Patrick

  15. #12
    invite34596000666

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Si la masse est invariante, comment expliquer qu'un objet chaud pèse plus lourd que le même objet froid ?

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  17. #13
    invite6754323456711
    Invité

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    Si la masse est invariante, comment expliquer qu'un objet chaud pèse plus lourd que le même objet froid ?
    C'est son énergie liée à sa structure interne microscopique qui varie.

    Patrick

  18. #14
    invite34596000666

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Peut–être mais alors la formule p=mg n'est pas applicable…
    Si p est plus grand dans un cas par rapport à l'autre, c'est que soit m soit g a augmenté si on s'en tient à cette formule.

  19. #15
    invite6754323456711
    Invité

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    Peut–être mais alors la formule p=mg n'est pas applicable…
    Si p est plus grand dans un cas par rapport à l'autre, c'est que soit m soit g a augmenté si on s'en tient à cette formule.
    La formule en soit reste applicable. La masse au repos ayant changée ce qui fait varier p de manière proportionnelle non ?

    A cause des transferts de masse au sein de notre planète au cours du temps, le champ de gravité de change. La formule reste applicable aussi non ?

    Patrick

  20. #16
    invite34596000666

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    OK. Donc la masse est bel et bien variable. À strictement parler, une molécule d'hydrogène dans v=1 a une masse plus grande que la même molécule dans v=0.
    Alors la sacro-sainte invariance de la masse… Pour les particules fondamentales, pourquoi pas. Sinon, dès qu'il y a une structure interne…

  21. #17
    invite6754323456711
    Invité

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    Alors la sacro-sainte invariance de la masse…
    Il me semble que cette notion d'invariance fait plutôt référence au fait qu'une grandeur physique possède une caractéristique intrinsèque, indépendante de tout système de référence. Aucun système de référence n'est privilégié.

    Patrick

  22. #18
    curieuxdenature

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    OK. Donc la masse est bel et bien variable. À strictement parler, une molécule d'hydrogène dans v=1 a une masse plus grande que la même molécule dans v=0.
    Alors la sacro-sainte invariance de la masse… Pour les particules fondamentales, pourquoi pas. Sinon, dès qu'il y a une structure interne…
    Bonjour guerom00

    non la masse est bien un invariant, ce qui varie dans ton exemple c'est l'énergie de liaison interne.
    Par exemple la masse d'un atome H au repos est la somme de celles du proton, de l'electron et de l'énergie de liaison : 13.6 eV.

    Autre exemple, la masse du Deutérium est la somme des masses du proton, du neutron moins l'énergie de liaison (1.11 MeV par nucléon).
    On constatera ces masses dans n'importe quel référentiel au repos par rapport à l'observateur.
    L'electronique, c'est fantastique.

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  24. #19
    invite34596000666

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par ù100fil Voir le message
    Il me semble que cette notion d'invariance fait plutôt référence au fait qu'une grandeur physique possède une caractéristique intrinsèque, indépendante de tout système de référence. Aucun système de référence n'est privilégié.

    Patrick
    Justement, c'est pas clair encore pour moi…

    Si je regarde un système d'un référentiel fixe ou d'un référentiel en translation, uniformément accéléré par exemple, c'est le principe de l'effet Unruh : dans le réf. en translation, l'objet semble avoir une température plus grande.
    Reste à savoir si c'est un « tout se passe comme si » ou alors s'il y a vraiment une différence de température de l'objet entre les deux cas de figure, ce qui engendrerait des masses différentes… Chépa

  25. #20
    vaincent

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par Les Terres Bleues Voir le message
    Cette question pourtant reste toujours pertinente, et la réponse réitérée à chaque demande permet d'apprécier qu'historiquement, il n'en a pas toujours été ainsi, confirmant que la perception que nous avons de la "réalité" dépend bien du modèle que nous nous en faisons.
    Ce qu'il faut bien voir c'est que l'interprétation historique de la relativité restreinte poussait trop loin le "désire" de coller à la formule classique .

    Après, on a compris que cela ne respectait pas la cohérence de la généralisation qu'apporte la relativité restreinte. Cette généralisation nous dit qu'un scalaire reste un scalaire, et qu'un vecteur (d'espace) devient un quadri-vecteur (d'espace-temps). Cela implique que l'expression devienne .
    Ce principe de correspondance relativiste impose qu'il ne faut pas attacher le facteur à la masse, mais qu'il est inclue dans la quadri-vitesse(à un facteur 1/c près comme je vais le rectifier dans ma réponse à ù100fil).

  26. #21
    vaincent

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par ù100fil Voir le message
    Le quadrivitesse n'est il pas définit sans dimension ? m0 à la dimension d'une masse il faut que p est la dimension d'une impulsion. Il me semble donc que la formules est :

    non, car si l'on a fait le choix que la quadri-vitesse est sans dimension, alors l'impulsion aura la dimension d'une masse. Si maintenant, on choisit que la quadri-vitesses soit homogène à une vitesse alors l'impulsion aura la dimension d'une masse fois une vitesse. Sans parler de relativité restreinte on peut très bien faire ce choix en physique classique également. Ce ne sont que des dimensions, et donc des conventions.

    Du coup la masse de la particule s'obtient à partir du carré scalaire de ==> - m02c2 signature de la métrique (-,+,+,+). vecteur unitaire pour la métrique.

    Patrick
    pas exactement. on dit plutôt que (selon la métrique diag(1,-1,-1,-1)). On peut écrire de façon équivalente , donc . Le carré scalaire de l'impulsion est forcément lié au carré de l'énergie, de la même façon que l'espace est lié au temps.

  27. #22
    invite6754323456711
    Invité

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    non, car si l'on a fait le choix que la quadri-vitesse est sans dimension, alors l'impulsion aura la dimension d'une masse.
    D'où l'ajout du c. C'est ce que je trouve dans pas mal de cours sur la relativité ou le vecteur 4-vitesse est défini sans dimension à partir du 4-vecteur séparation infinitésimal et 1/c

    Patrick

  28. #23
    vaincent

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par ù100fil Voir le message
    D'où l'ajout du c. C'est ce que je trouve dans pas mal de cours sur la relativité ou le vecteur 4-vitesse est défini sans dimension à partir du 4-vecteur séparation infinitésimal et 1/c

    Patrick
    Ok. Personnellement je n'ai jamais vu les choses présenté de cette façon, mais pourquoi pas, puisque ce ne sont que des dimensions, on a le choix. Je travaille très souvent en unités naturelles (c=1) ce qui rétablit la symétrie dimensionnelle entre l'espace et le temps et entre l'énergie et l'impulsion (d'où le nom "naturelle"). Chacun fait comme il veut après tout, tant que tout le monde se comprend, c'est l'important .

  29. #24
    Thwarn

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    Si la masse est invariante, comment expliquer qu'un objet chaud pèse plus lourd que le même objet froid ?
    La, tu appliques la thermo en relativité, ce qui complique un peu.
    Dans le ref ou ton systeme macroscopique est au repos, les objets qui le composent ont une vitesse non nulle (ce qui donne de l'energie cinetique) et des interaction (energie de liaison, etc...).
    L'energie interne U est la somme de ces deux contributions. Maintenant, tu peux appliquer la celebre formule (car le systeme est au repos, donc son impulsion P =0) : U= Mc², où M est la masse (que tu vas peser).

    Maintenant, si tu chauffes ton systeme, tu augmentes la valeur moyenne de v², et donc la valeur de l'energie cinetique des tes objets composant le systeme (à impulsion P macroscopique toujours nulle).
    Ainsi, U' est superieur à U ce qui implique M'>M et donc un objet plus chaud est plus lourd!
    Tes desirs sont desordres. (A. Damasio)

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  31. #25
    invite34596000666

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Euh… Bah oui, je sais tout ça C'est le sens de mon message…

  32. #26
    Thwarn

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    Euh… Bah oui, je sais tout ça C'est le sens de mon message…
    Desolé, j'avais pas compris.
    Ce que je voulais surtout souligner, c'est que la masse d'un objet composite peut certe changer (en fonction de sa temperature, si il forme un etat lié ou non, etc...), mais dans un changement de referentiel, cela n'empeche pas que la masse soit un invariant relativiste.

    Invariant en relativité ne signifie pas immuable, mais "non changé lors d'un changement de referentiel".

    Pour l'effet Unhru, c'est plus complexe, vu que c'est un referentiel non galileen (et donc la RR ne s'applique pas).
    Tes desirs sont desordres. (A. Damasio)

  33. #27
    mach3

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Pour l'effet Unhru, c'est plus complexe, vu que c'est un referentiel non galileen (et donc la RR ne s'applique pas).
    si si, ça reste de la RR vu qu'il n'y a pas de gravitation, seulement un référentiel accéléré et ça on peut quand même le traiter en RR. L'effet se calcul dans un simple espace de Minkowski : http://en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect#Calculations

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  34. #28
    Thwarn

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    si si, ça reste de la RR vu qu'il n'y a pas de gravitation, seulement un référentiel accéléré et ça on peut quand même le traiter en RR. L'effet se calcul dans un simple espace de Minkowski : http://en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect#Calculations

    m@ch3
    Ce genre de phrases (tirée de wiki)
    Under experimentally achievable conditions for gravitational systems this effect would be too small to be observed. In 2005 [9] it was shown that if one takes an accelerated observer to be an electron circularly orbiting in a constant external magnetic field, then the experimentally verified Sokolov-Ternov effect coincides with the Unruh effect.
    peuvent laisser penser que cet effet a le meme genre de relation que l'interaction de van der wals et l'effet Casimir.
    Ou comment faire compliquer quand on peut faire simple...
    Tes desirs sont desordres. (A. Damasio)

  35. #29
    invite34596000666

    Re : La masse dépend du référentiel ?

    Citation Envoyé par Thwarn Voir le message
    peuvent laisser penser que cet effet a le meme genre de relation que l'interaction de van der wals et l'effet Casimir.
    Bien sûr, c'est la même chose. On en revient toujours au même point qui est que ce qu'on appelle « vide » est tout sauf vide.

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