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ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique



  1. #1
    rommelus

    ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique


    ------

    Bonjour,

    Je m'intéresse ici à l’ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique.

    Dans le cadre de cette physique, R est un référentiel au sein duquel on représente un autre référentiel R' ayant un certain mouvement décrit par des vecteurs vitesses de translations et de rotations instantanées.

    M est un point matériel dont le vecteur vitesse instantané dans R est noté . Je reprend en fait cet article : http://fr.wikipedia.org/wiki/Composition_des_mouvements

    Par convention militaire, la vitesse de M dans R' est est le vecteur vitesse dans R du point matériel continument immobile dans R' et coïncidant avec M à la date choisie.

    C'est une convention militaire loin de la réalité physique parce que le référentiel R' ainsi précisé ne décrit plus le point de vue d'un unique expérimentateur. En effet, si la rotation instantanée de R' dans R est non nulle, différents expérimentateurs immobiles dans R' ont des vitesses (d'entrainement) différentes dans R et devraient physiquement attribuer des vitesses différentes à M.

    Est-ce que ce raisonnement vous semble truqué ou est ce qu'on devrait inventer un autre mot (autre que référentiel) pour décrire le point de vue nécessairement uniquement déterminé d'un expérimentateur humain.

    Cordialement
    Rommel Nana Dutchou

    -----
    Dernière modification par rommelus ; 08/11/2011 à 00h02.

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  3. #2
    Gilgamesh

    Re : Une dictature militaire

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Par convention militaire, la vitesse de M dans R' est est le vecteur vitesse dans R du point matériel continument immobile dans R' et coïncidant avec M à la date choisie.

    C'est une convention militaire loin de la réalité physique parce que le référentiel R' ainsi précisé ne décrit plus le point de vue d'un unique expérimentateur. En effet, si la rotation instantanée de R' dans R est non nulle, différents expérimentateurs immobiles dans R' ont des vitesses (d'entrainement) différentes dans R et devraient physiquement attribuer des vitesses différentes à M.

    J'ai l'impression depuis votre arrivée sur le forum de vous voir vous noyer continuellement dans le même un verre d'eau...

    Si R' est en rotation par rapport à R alors on rajoute un terme mathématique qui représente la rotation et qui fait que tous se passe bien pour l'expression du vecteur vitesse dans le référentiel R.

    Est ce que c'est si compliqué à se le représenter ? Au moins à se représenter que mathématiquement ça peut se faire de façon propre et rigoureuse ?



    a+
    Dernière modification par Gilgamesh ; 08/11/2011 à 00h17.
    Parcours Etranges

  4. #3
    rommelus

    Re : Une dictature militaire

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    J'ai l'impression depuis votre arrivée sur le forum de vous voir vous noyer continuellement dans le même un verre d'eau...
    C'est possible, mes interventions tournent autour du même sujet.

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Est ce que c'est si compliqué à se le représenter ? Au moins à se représenter que mathématiquement ça peut se faire de façon propre et rigoureuse ?
    Pour ce qui est de la relativité générale, je trouve qu'elle propose seulement des formules cohérentes (mais postulées) pour définir les notions de temps propre le long des trajectoire matérielles. À part ça l'interprétation des mathématiques proposées m'échappe (pour le moment).

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Si R' est en rotation par rapport à R alors on rajoute un terme mathématique qui représente la rotation et qui fait que tous se passe bien pour l'expression du vecteur vitesse dans le référentiel R.
    Je n'ai pas bien précisé ma question (ou alors je suis vraiment entrain de me noyer) :

    P, P' et P" son trois physiciens, M est un point matériel. P constate que la vitesse instantanée de M est , que celle de P' est et que celle de P" est .

    Si on me demande quelle est la vitesse instantanée de M pour P', je réponds : . Si on me demande quelle est la vitesse instantanée de M pour P" je réponds : .

    Si P' et P" sont immobiles dans un référentiel R' en rotation d'après le référentiel R de P, on aura .

    Si on veut déterminer la vitesse de M dans R' en un certain évènement , est ce qu'il s'agit de la vitesse observée par P' ou est ce qu'il s'agit de la vitesse observée par P" ? la réponse c'est ni l'un ni l'autre, il s'agit de la vitesse de M observé par un physicien choisi par convention en fonction de l'évènement comme étant immobile dans R' et présent de .

    À mon avis, plutôt que d'imposer cette convention dans le seul but d'écrire des mathématique cohérente (sans plus savoir pour qui on les écrit) il faut se rendre compte du fait chaque expérimentateur promène avec lui son référentiel, et différent expérimentateurs immobiles sur un disque en rotation d'après un physicien P n'appartienne pas au même référentiel. Un référentiel, qui est un point de vue sur la nature, doit être mathématiquement précisé à partir d'un unique point matériel. C'est ce que je pense.

    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou
    Dernière modification par rommelus ; 08/11/2011 à 01h40.

  5. #4
    Chanur

    Re : Une dictature militaire

    Bonjour,
    Je ne comprends pas bien :
    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Je m'intéresse ici à l’ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique.
    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Est ce que c'est si compliqué à se le représenter ? Au moins à se représenter que mathématiquement ça peut se faire de façon propre et rigoureuse ?
    Pour ce qui est de la relativité générale, je trouve qu'elle propose seulement des formules cohérentes (mais postulées) pour définir les notions de temps propre le long des trajectoire matérielles. À part ça l'interprétation des mathématiques proposées m'échappe (pour le moment).
    Vous parlez de physique classique (avec les formules classiques de composition des mouvement), vous semblez mettre en doute le fait que la vitesse d'un point dans un repère en rotation dépende de la distance au centre (?), et quand on vous répond vous basculez en relativité générale ?

    Pour moi, si les vitesses sont suffisamment petites et la gravitation suffisamment faible et suffisamment constante dans le temps, la mécanique de Newton décrit très bien la réalité et la composition des vitesse comme simple addition de vecteurs fonctionne parfaitement.

    Cordialement.
    Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement ; et les mots pour le dire arrivent aisément.

  6. #5
    rommelus

    Re : Une dictature militaire

    Bonjour Chanur,

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Vous parlez de physique classique (avec les formules classiques de composition des mouvement), vous semblez mettre en doute le fait que la vitesse d'un point dans un repère en rotation dépende de la distance au centre (?)
    Je m'intéresse uniquement à la physique classique dans cette discussion. La vitesse dans un repère en rotation peut très bien dépendre de la distance au centre à condition que vous vouliez bien me dire qui observe cette vitesse, quel hypothétique expérimentateur dont vous voudrez bien préciser les coordonnées.

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    et quand on vous répond vous basculez en relativité générale ?
    C'était une allusion à la remarque qui disait que je suis entrain de me noyer dans un verre d'eau depuis mon arrivée sur le forum.

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Pour moi, si les vitesses sont suffisamment petites et la gravitation suffisamment faible et suffisamment constante dans le temps, la mécanique de Newton décrit très bien la réalité et la composition des vitesse comme simple addition de vecteurs fonctionne parfaitement.
    D'accord, j'ai peut être embrouillé le problème, il n'est pas question de relativité générale ici, je ne vais donc pas répondre à cette remarque.

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Je n'ai pas bien précisé ma question (ou alors je suis vraiment entrain de me noyer) :

    P, P' et P" son trois physiciens, M est un point matériel. P constate que la vitesse instantanée de M est , que celle de P' est et que celle de P" est .

    Si on me demande quelle est la vitesse instantanée de M pour P', je réponds : . Si on me demande quelle est la vitesse instantanée de M pour P" je réponds : .
    Qu'en pensez vous ?

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Si P' et P" sont immobiles dans un référentiel R' en rotation d'après le référentiel R de P, on aura .
    Qu'en pensez vous ?

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Si on veut déterminer la vitesse de M dans R' en un certain évènement , est ce qu'il s'agit de la vitesse observée par P' ou est ce qu'il s'agit de la vitesse observée par P" ?
    Qu'en pensez vous ?

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    la réponse c'est ni l'un ni l'autre, il s'agit de la vitesse de M observé par un physicien choisi par convention en fonction de l'évènement comme étant immobile dans R' et présent de .
    Qu'en pensez vous ?

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    À mon avis, plutôt que d'imposer cette convention dans le seul but d'écrire des mathématique cohérente (sans plus savoir pour qui on les écrit) il faut se rendre compte du fait chaque expérimentateur promène avec lui son référentiel, et différent expérimentateurs immobiles sur un disque en rotation d'après un physicien P n'appartienne pas au même référentiel. Un référentiel, qui est un point de vue sur la nature, doit être mathématiquement précisé à partir d'un unique point matériel. C'est ce que je pense.
    C'est effectivement ce que je pense. Je pense que utiliser un repère mobile pour identifier les évènement ne signifie pas effectuer un changement de référentiel. Un changement de référentiel c'est un changement de point de vue entre expérimentateur. Un référentiel n'est pas un système de coordonnée comme certains veulent l'affirmer (en relativité générale) : c'est très faux ou alors c'est une question de vocabulaire.

    Si Simon se dit immobile au bord d'une route ou un rond point et observe différents véhicule se déplacer dans tous les sens et à différentes vitesses, les systèmes de coordonnées qu'il peut librement choisir ne risque pas de modifier ses observations: Qu'en pensez vous ?

    Cependant il existe des systèmes de coordonnées capables de caractériser sont référentiel (une des caractéristiques est la constance des coordonnées décrivant la trajectoire d'une entité qui lui parait continument immobile) : ce sont les systèmes de coordonnées cartésiens de son référentiel.


    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    rommelus

    Re : Une dictature militaire

    Bonjour,

    Pourquoi, lorsqu'un physicien P' est immobile à la périphérie d'un disque de très grand rayon qui en rotation d'après le référentiel R d'un autre physicien P, les point matériel immobiles pour P' ne sont pas ceux qui ont exactement la même fonction vitesse que P' dans R.

    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou

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  10. #7
    Chanur

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Si vous voulez ...
    Travaillons dans le plan horizontal.
    Soit un référentiel R et un point O immobile dans R
    Soit un référentiel R' animé par rapport à R d'un mouvement de rotation uniforme à la vitesse autour de O
    Soit les point P, P', P''
    P immobile dans R, P
    P' et P'' fixes dans R' aux coordonnées et

    Par définition, la vitesse du point P', vu de P dans le référentiel R est
    Comme P et O sont fixes dans R,
    donc
    de même la vitesse du point P', vu de P dans le référentiel R est
    Comme r', r'', [TEX] \theta' [\TEX] et [TEX] \theta' [\TEX] sont choisits arbitrairement, [TEX] \vec{V_1} |TEX] n'a aucune raison d'être égale à [TEX] \vec{V_2} |TEX]

    Dire que R' tourne dans R à la vitesse autour de O est strictement
    Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement ; et les mots pour le dire arrivent aisément.

  11. #8
    Chanur

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Je reprends... (je patauge un peu avec Latek)

    Comme r', r'', et sont choisits arbitrairement, n'a aucune raison d'être égale à
    D'autre part, dans le référentiel R, la vitesse du point P vu de P' est
    et la vitesse du même point P vu de P'' est
    Le point P a une vitesse différente, dans le référentiel R par rapport aux points P' et P''

    Dire que R' tourne dans R à la vitesse autour de O signifie dans R' que c'est R qui tourne à la vitesse
    Comme, dans ce cas ce sont P' et P'' qui sont fixes, Le point P a la même vitesse dans R' par rapport à P' et à P.

    Où est l'ambiguïté ? Ce sont de simples additions de vecteurs ...

    Cordialement
    Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement ; et les mots pour le dire arrivent aisément.

  12. #9
    rommelus

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Bonjour

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Le point P a une vitesse différente, dans le référentiel R par rapport aux points P' et P''
    Le physiciens P a des vitesse différentes par rapport à P et P'.

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Le point P a la même vitesse dans R' par rapport à P' et à P.
    Le physiciens P a la même vitesse par rapport à P et P'.

    C'est ça l’ambiguïté pour moi.

    Pour moi un référentiel permet de représenter le point de vue uniquement déterminé d'un physicien, la physique a pour objectif d'expliquer les observations des expérimentateurs et non pas de postuler des systèmes de coordonnées qui n'ont en fait aucune signification puisqu'on pourrait utiliser des noms d'animaux pour différencier les évènements.

    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou

  13. #10
    invite6754323456711
    Invité

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    ou est ce qu'on devrait inventer un autre mot (autre que référentiel) pour décrire le point de vue nécessairement uniquement déterminé d'un expérimentateur humain.
    N'existe t-il pas déjà, la relativité non ?

    Patrick

  14. #11
    rommelus

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Bonjour Patrick,

    Citation Envoyé par ù100fil Voir le message
    N'existe t-il pas déjà, la relativité non ?
    Oui la relativité existe déjà.

    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou

  15. #12
    Chanur

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Citation Envoyé par rommelus Voir le message
    Le physiciens P a des vitesse différentes par rapport à P et P'.
    Le physiciens P a la même vitesse par rapport à P et P'.

    C'est ça l’ambiguïté pour moi.
    D'accord.
    Pour moi les affirmations qui précèdent sont simplement absurdes si l'on ne précise pas le référentiel.
    On ne peut jamais parler d'une vitesse sans dire explicitement dans quel référentiel on la calcule.

    Je ne vois pas ça comme une "ambiguïté" mais c'est juste une question de vocabulaire.

    En l’occurrence quand vous dites "le physicien", j'entends que vous considérez implicitement un référentiel dans lequel il est immobile.
    Vu sous cet angle, calculer la vitesse du point P par rapport à P' ou P'' dans le repère R est à la limite de l'absurde puisque P' et P'' sont mobiles, et avec des vitesses différentes, dans R.

    Ai-je bien compris votre point de vue ?

    Cordialement,
    Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement ; et les mots pour le dire arrivent aisément.

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  17. #13
    rommelus

    Re : ambiguïté de la notion de référentiel en physique classique

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Chanur Voir le message
    Vu sous cet angle, calculer la vitesse du point P par rapport à P' ou P'' dans le repère R est à la limite de l'absurde puisque P' et P'' sont mobiles, et avec des vitesses différentes, dans R.
    Ce n'est pas là que je vois une absurdité. Je dirai simplement que le référentiel que P' voit immobile n'est pas forcément le référentiel où P' est immobile d'après P déjà qu'il en existe plusieurs. La trajectoire de P' peut être immobile d'après P dans plusieurs référentiel car pour définir un référentiel, il suffit de se donner des vecteur vitesse instantanés de translations et de rotations.

    Un référentiel ne doit pas se définir à partir de rien, c'est le point de vue d'un hypothétique expérimentateur mathématiquement représentable par un point matériel. Un référentiel n'est pas un système de coordonnées.

    Cordialement,
    Rommel Nana Dutchou
    Dernière modification par rommelus ; 11/11/2011 à 00h29.

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