Impression de lourdeur d'un objet

[invitec30684b8]

Bonjour à tous, alors voilà il y a quelque chose qui me tracasse ...

Alors voilà, Si on prend un objet avec une densité grosse et un autre objet avec une densité plus faible (donc pour lequel il faudra un plus gros volume pour faire la même masse), si on prend une masse limite qui est la masse pour laquelle l'objet qui a le plus petit volume va faire un trou dans le sol si on le lache d'une certaine hauteur et qu'on la définit comme la masse des deux objets, si on lache ces deux objets de cette hauteur, ils vont tomber à la même vitesse (si on se place dans le vide) mais l'un va faire un trou dans le sol et pas l'autre.

Pourquoi? Et comment peut-on appliquer cet exemple au fait qu'on a l'impression qu'un objet dense est plus lourd qu'un objet moins dense à masse égale?
Merci d'avance pour vos réponses
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[f6bes]

Bonjour à tous, alors voilà il y a quelque chose qui me tracasse ...

Alors voilà, Si on prend un objet avec une densité grosse et un autre objet avec une densité plus faible (donc pour lequel il faudra un plus gros volume pour faire la même masse), si on prend une masse limite qui est la masse pour laquelle l'objet qui a le plus petit volume va faire un trou dans le sol si on le lache d'une certaine hauteur et qu'on la définit comme la masse des deux objets, si on lache ces deux objets de cette hauteur, ils vont tomber à la même vitesse (si on se place dans le vide) mais l'un va faire un trou dans le sol et pas l'autre.

Pourquoi? Et comment peut-on appliquer cet exemple au fait qu'on a l'impression qu'un objet dense est plus lourd qu'un objet moins dense à masse égale?
Merci d'avance pour vos réponses

Bjr à toi,
Ce qui fait le "trou" c'est pas la masse, mais la SURFACE qui va etre en contact avec le sol au moment du choc.
La pression appliquée au sol ne sera pas la meme!
Mais effectivement si tes surfaces sont égales alors le trou sera de meme profondeur pour une MEME masse
Si on te donne deux masses égales et que tu dois comparer en "aveugle" tu seras incapable de discerner le moins dense.
Tu mets 10 kgs de plumes dans un sac et 10 kilos de fer dans un autre.Tu diras c'est aussi lourd à souilever si tu ne vois PAS le volume occupé.

A+

[phuphus]

Tu mets 10 kgs de plumes dans un sac et 10 kilos de fer dans un autre.Tu diras c'est aussi lourd à souilever si tu ne vois PAS le volume occupé.

A+

Bonjour à tous les 2,

je suis d'accord avec toi, f6bes, pour la pression de contact et le trou. Par contre, pour la sensation de lourdeur, c'est un peu plus compliqué.

Prenons par exemple une petite bille d'acier (genre 1cm de diamètre) et un bille de verre ayant la même masse. Posées à plat sur une main, la bille d'acier sera en contact avec une surface plus petite, et comme pour le choc la pression sera plus grande localement. Il y a fort à parier (mais là c'est une supposition de ma part, il faudrait se référer à des études psychophysiques pour être sûr...) que le cerveau tient compte de cette pression dans la sensation de lourdeur : la bille d'acier paraît plus lourde que la bille de verre.

Ensuite, pour des objets plus gros, il faut bien voir que lorsque nous tenons un objet volumineux dans une main, notre main n'est pas parfaitement immobile. Donc, tenir l'objet ne veut pas seulement dire s'opposer au poids mais aussi vaincre son inertie lors des micro-mouvement du poignet : le gabarit de l'objet entre en jeu et est ressenti indépendamment de notre vue. Encore une fois, je donne des pistes mais je n'ai aucune certitude quant aux mécanismes cérébraux en jeu : un gros gabarit est-il perçu comme "plus léger" au travers de son inertie ?

Enfin, 10 kg de fer à l'air libre produisent un effort de 98.08N. 10kg de plume produisent un effort de 96.9N. La différence est inférieure au seuil différentiel de perception du poids (en première approximation environ 10%, soit 1 petit dB), mais est tout de même significative...

[invitec30684b8]

D'accord je vois merci à tous les deux.
Mais en fait lorsque vous parlez de pression. Comment l'exprimer?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec30684b8]

Pardonnez le double post, je voulais éditer mais c'était trop tard ...
J'ai en fait compris pour la pression, mais Comment calculer l'effort d'un objet à l'air libre?

[phuphus]

Bonjour,

pour cet effort total, je me limite personnellement à deux forces : le poids (donc masse et gravité) et la poussée d'Archimède dans l'air (donc volume de l'objet et masse volumique de l'air, que j'approxime systématiquement à 1.225 kg/m^3).

[invitec30684b8]

D'accord merci bien. Et en terme de formule, que cela donnerait-il? "^^

[stefjm]

Il y a (avait?) au palais de la découverte à Paris, une expérience très convaincante avec deux masses de densités différentes , glissantes le long d'une tige verticale.

Quand on soulève les deux ensembles, on trouve que c'est moins lourd que lorsqu'on soulève seulement celle de forte densité. Ça fait bizarre dans le cerveau car lorsqu'il y a plus de matière, cela parait moins lourd...


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O Forte densité
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O Faible densité
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Cordialement.

[invitec30684b8]

Bonjour
Alors voilà, je suis tombé sur ce site où il est dit qu'un solide est soumis à des forces volumiques et parmi celles-ci la force volumique de poids.
Et ils définissent cette force par f=rho*g avec f la force volumique de poids et rho la masse volumique et g l'accélération de la pesanteur.
Mais si on en croit cette formule, ça voudrait dire que l'objet de densité plus lourde aurait un poids plus grands que l'objet de densité moins lourde???
Je suis perdu ...


Le lien en question : http://www.cpge-brizeux.fr/casiers/j...nique/chm4.pdf

[phuphus]

Bonjour Setzer,

il est bien question sur ce site de force volumique. Donc pour avoir le poids total, tu dois intégrer cette force sur tout le volume de l'objet.

Si la masse volumique de ton objet est constante sur toute sa géométrie, on retombe bien sur la formule connue :

p = m.g

puisque m = V.rho

(attention ! Je ne m'occupe que des normes des forces, je ne mettrai donc aucune formule en vectoriel... Une fois que tu auras bien compris tout cela, on pourra introduire des vecteurs. De plus, j'adopte pour les formules littérales le "." comme symbole de la multiplication, dans le seul et unique but de faire plaisir à LPFR. D'ailleurs, pourquoi y aurait-il une autre raison ? )

p : poids de lobjet
m : masse de l'objet
g : accélération de la gravite = 9,81 m/s^2
V : volume de l'objet
rho : masse volumique, supposée constante sur toute la géométrie, de l'objet

Ensuite, concernant la poussée d'Archimède dans l'air, elle s'oppose au poids et a pour norme :

Farchimède = V.rhoair.g

V : volume de l'objet
rhoair : masse volumique de l'air, variable avec la pression, la température et l'humidité (en général, je prends 1,225 kg/m^3)

Tu remarqueras que l'équation est en accord avec la bonne vieille définition de la poussée d'Archimède, égale au volume de fluide déplacé.

Reprenons les calculs avec les 10 kg de fer et de plume. Comme données, je prendrais rhofer = 8000 et rhoplumes = 100. Si tu veux prendre d'autres valeurs plus précises, ne te gêne pas !

Cas du fer :
p = 10 * 9,81 = 98,1 N
Farchimède = (10/rhofer) * 1,225 * 9,81 = 0,02 N

D'où la force totale, avec la poussée d'Archimède s'opposant au poids :
p - Farchimède = 90,08 N

Cas des plumes :
p = 10 * 9.81 = 98,1 N
Farchimède = (10/rhoplumes) * 1,225 *9.81 = 1,20 N

D'où la force totale :
p - Farchimède = 96,90 N

Si tu prends 2 sphères, l'une en fer et l'autre en plumes, et que tu les poses sur une table, les forces exercées par les sphères sur la tables seront respectivement égales aux forces totales calculées ici.

Il y a (avait?) au palais de la découverte à Paris, une expérience très convaincante avec deux masses de densités différentes , glissantes le long d'une tige verticale.

Quand on soulève les deux ensembles, on trouve que c'est moins lourd que lorsqu'on soulève seulement celle de forte densité. Ça fait bizarre dans le cerveau car lorsqu'il y a plus de matière, cela parait moins lourd...


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O Forte densité
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O Faible densité
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Cordialement.

On soulève donc la barre en la prenant au niveau de son centre de gravité dans le cas des deux boules. Et dans le cas d'une seule boule ? Dans tous les cas, ça me brancherait bien de faire la manip par moi-même !

[stefjm]

On soulève donc la barre en la prenant au niveau de son centre de gravité dans le cas des deux boules. Et dans le cas d'une seule boule ? Dans tous les cas, ça me brancherait bien de faire la manip par moi-même !

Soit on soulève les deux (l'une sur l'autre) et cela parait plus léger car c'est plus volumique.
Soit on soulève que la lourde. (qui parait plus lourde que la somme des deux.)

C'est très troublant comme illusion.