mouvement rectiligne uniforme dans une réferentiel non Galiléen -> un train qui freine

[Grims93]

Bonjour,

Soit R le referentiel terrestre supposé galiléen et R' le referentiel lié à un train effectuant une mouvement rectiligne accéléré : il freine. Si je sis dans ce train, le PFD des forces agissant sur mon centre de gravité est alors :

ma'(mon accélération par rapport à R') = F (somme des forces agissant sur moi) - mA(force d'inertie dû à l'accélération du train dans R)

si je suis immobile ou effectue un mouvement rectiligne uniforme, on a donc :

F = mA or si le train va vers la droite sur une schéma alors A sera vers la gauche étant donné que le train freine, ce qui voudrais dire que la somme des forces agissant sur moi serait vers la gauche ce qui provoquerait une poussée vers l'arrière... Mais en réalité lorsque le train freine (vérifié également en voiture et ou en bus) nous sommes attiré vers l'avant ! comment on peut expliquer ça ?
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[Jean_Luc]

Bonjour,

Oui il y a bien un force vers l'arrière lorsque l'on freine. Si on est bien attaché au siège on ressent bien cette force de réaction. En revanche si on est mal attaché, on aura tendance à garder le mouvement initial est donc a se pencher vers l'avant, la force vers l'arrière s'exercera plus sur la partie basse du corps qui repose sur le siège.

[LPFR]

Bonjour.
Si le train va vers l'avant et qu'il freine, la force d'inertie est vers l'avant. Vous serez accéléré vers l'avant du train dans le repère du train.
Si le train va vers la droite et qu'il freine, la force d'inertie sera aussi vers la droite.
Au revoir.

[troubidon]

Bonjour,

Il me semble nécessaire de bien distinguer les descriptions et de commencer par le commencement :

- dans un référentiel galiléen (la Terre l'est pour décrire le mouvement du train, à l'effet de Coriolis près, négligeable comme chacun sait...), la force d'inertie n'existe pas. Si le train circule sur une voie horizontale et si on néglige la résistance de l'air, une seule force agit sur le train et lui permet de freiner, c'est la force de freinage qui s'exerce au contact des rails. Cette force se transmet ensuite au passager, plus ou moins bien selon qu'il est assis ou debout. Mais même pour un passager debout, il n'y a pas, il n' y a jamais eu, il n'y aura jamais de force d'inertie. Précisons que cette force de freinage va agir tôt ou tard, d'une manière ou d'une autre, sur la totalité ou une partie quelconque du corps du passager (postérieur s'il est assis, pieds s'il est debout, mains s'il s'accroche à une barre, tête s'il se cogne, etc.).

- dans un référentiel non galiléen (ici c'est le train), la force de freinage disparait puisque la description se limite à ce qui se passe à l'intérieur du train. Le concept de force d'inertie permet alors de décrire le mouvement de déséquilibre des passagers, mais uniquement parce qu'il devient impossible de décrire le mouvement de freinage du train et la force qui va avec.

Gare à ne pas confondre les deux descriptions, la physique a horreur des mélanges !

N'hésitez pas à exercer votre esprit critique, à poser des questions et à remettre en question les descriptions confuses de certains de vos professeurs !

Bonsoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Désolé, mais vous venez de faire le mélange.
Dans le premier cas, vous partez d'un train qui ne freine pas.
Mais plus loin vous le faites freiner, ce qui transforme le référentiel du train en non-inertiel. Du coup, on se retrouve dans le deuxième cas et le passager du train "sent" cette force (inertielle) qui le pousse vers l'avant du train comme si le train avait piqué du nez.
Au revoir.

[troubidon]

Bonjour,

1. Que le train freine ou pas ne change pas la nature du référentiel.

2. Ce que ressent le passager n'a aucune importance. La physique est là pour nous montrer qu'il faut justement se méfier de nos sensations.

Au revoir.

[LPFR]

Re.

1. Que le train freine ou pas ne change pas la nature du référentiel.

Le référentiel lié à la terre ne change pas.
Celui lié au train qui est celui du passager oui. Il devient non-inertiel.

2. Ce que ressent le passager n'a aucune importance. La physique est là pour nous montrer qu'il faut justement se méfier de nos sensations.

Au contraire.
Ce qui ressent le passager est une conséquence de la nature du référentiel dans lequel il essaye d'expliquer ce qu'il voit ou ressent. Et comme il essaie d'expliquer ce qu'il ressent avec les lois de Newton, il est obligé d'ajouter des forces d'inertie (= forces fictives) comme la force centrifuge.

Si on n'essayait pas d'expliquer ce que ressent le passager d'un système non inertiel, on ne serait pas obligé d'ajouter des forces fictives.
A+

[troubidon]

Bonjour,

Les deux référentiels sont toujours parfaitement toujours distincts, du début à la fin de la description et quelle que soit la nature du mouvement, il est donc strictement interdit de les mélanger ou de les confondre.

Exemple : quand un train file à 100 km/h de vitesse constante sur une voie horizontale, cette vitesse n'existe que dans le référentiel Terre (référentiel galiléen). Dans le référentiel train (référentiel non galiléen), cette vitesse est nulle, elle n'existe pas : le passager qui n'a aucun repère (par exemple si les rideaux sont baissés) peut avoir l'illusion qu'il est immobile.

La force d'inertie est une force fictive qui sert seulement à donner une cohérence à une description imaginaire. Mais on peut s'en passer, la preuve ci-dessus.

Au revoir.

[LPFR]

...
La force d'inertie est une force fictive qui sert seulement à donner une cohérence à une description imaginaire. Mais on peut s'en passer, la preuve ci-dessus.

Au revoir.

Re.
Non. La description d'un système vu par un observateur lié à un repère non inertiel, n'a rien d'imaginaire.
Il peut mesurer ces forces d'inertie avec un dynamomètre (une masse et un ressort).
Par exemple, dans un train qui freine.
Ou, dans un système en rotation, ce que lui entent comme force centrifuge sur la masse qui étire le ressort, sera interprété par un observateur dans un repère inertiel comme la force centripète exercé par le ressort sur la masse.
A+

[troubidon]

Bonjour,

Posez-vous la question de savoir ce que mesure vraiment un dynamomètre : en réalité il mesure toujours une force réelle, jamais une force fictive. Ce n'est que par une transposition ultérieure du raisonnement qu'on en déduit l'intensité d'une force fictive qui, en réalité, n'existe jamais.

Décrire les sensations d'un passager relève de la psychologie, pas de la physique. Les forces d'inertie été inventées pour donner une cohérence à une description imaginaire, rien d'autre.

Au revoir.

[LPFR]

...
Décrire les sensations d'un passager relève de la psychologie, pas de la physique. Les forces d'inertie été inventées pour donner une cohérence à une description imaginaire, rien d'autre.

Au revoir.

Re.
Nous resterons sur cette constatation de désaccord.
A+

[chaverondier]

La force d'inertie est une force fictive qui sert seulement à donner une cohérence à une description imaginaire. Mais on peut s'en passer.

Dans ce cas, le poids aussi est une force fictive puisque vous pouvez le considérer comme une force d'inertie (liée au fait que vous n'êtes pas dans un référentiel chute libre, exactement comme c'est le cas dans un train qui freine). Vous pouvez considérer que le sol sur lequel vous vous tenez debout vous soumet à un mouvement d'accélération vers le haut (par rapport au bon référentiel, le référentiel chute libre de Lemaître) en poussant vos pieds vers le haut, vous soumettant ainsi à une accélération verticale ascendante. Bon...les goûts et les couleurs en matière de choix de vocabulaire...

[troubidon]

Bonjour,

Si vous êtes professeur :

1. pensez à dire bonjour quand vous vous immiscez dans un topic ;

2. restez dans le cadre du problème posé (ici un train qui freine) et répondez en fonction des arguments proposés, pas à côté.

Si vous n'êtes pas professeur : au revoir.

[coussin]

Si vous n'êtes pas professeur : au revoir.

Votre message est ridicule… Ce forum est bien évidemment ouvert à tous. Professeur ou pas
Si ça vous pose un problème, c'est à vous qu'il faut dire au revoir

[chaverondier]

Restez dans le cadre du problème posé (ici un train qui freine).

Bref, un référentiel non galiléen (comme indiqué dans le titre).

[doul11]

Bonjour,

troubidon je ne sais pas pour qui tu te prends mais qu'est que tu peut raconter comme conneries !

2. restez dans le cadre du problème posé (ici un train qui freine) et répondez en fonction des arguments proposés, pas à côté.

Parce que question d'être a coté de la plaque tu ne fait que ça :

N'hésitez pas à exercer votre esprit critique, à poser des questions et à remettre en question les descriptions confuses de certains de vos professeurs !

quel rapport avec le sujet ?

Décrire les sensations d'un passager relève de la psychologie, pas de la physique.

Oui bien sur, avoir la tête écrasé contre la vitre ou sur le siège c'est psychologique ? si on remplace la personne par un accéléromètre ce qu’il indique reste psychologique pour toi ?

1. Que le train freine ou pas ne change pas la nature du référentiel.

Bien sur que ça change, si le train roule a vitesse constante en ligne droite puis accélère ou change de direction (virage) le référentiel "train" devient non inertiel !

http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9...l_non_inertiel

[troubidon]

Bonjour,

Il y a une confusion dans votre phrase car, par définition, un train qui freine suppose une description dans le référentiel Terre : le train a déjà une vitesse et subit une décélération grâce à une force extérieure. Dans un référentiel non galiléen, le train pourrait être immobile et faire marche arrière, le passager ne sentirait pas de différence.

Au revoir.

[troubidon]

Pardon !

Je répondais à Chaverondier et évidemment pas à doul11 puisque ce dernier ne présente aucun argument, seulement des imprécations (ça marche avec les sorciers des sociétés primitives).

A+

[chaverondier]

Dans un référentiel non galiléen, le train pourrait être immobile et faire marche arrière, le passager ne sentirait pas de différence.

Dans le référentiel non Galiléen où le train est tout le temps immobile (il n'y en a qu'un) le train ne fait pas marche arrière. Par ailleurs, ce que ressent le voyageur ne dépend pas du référentiel dans lequel on décide de décrire le phénomène.

[doul11]

Il n'y a rein a faire devant une telle mauvaise foi et un manque total de connaissances en physique, et inutile de m'envoyer des messages privés.

[LPFR]

Bonjour.
Cette discussion commence à dégénérer.
Je ferme.
Pour la modération.