rotation maximale, densité maximale

[karelknight]

Bonjour,

Je voulais savoir s'il existait une vitesse de rotation maximale applicable à un objet?
De la même manière y a-t-il une limite à la densité de la matière ou peut-on la compresser de manière infinie?

Merci!
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[f6bes]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA,
La rotation maximale dépends des caractéristiques physiques et géométriques de l'objet.
La matiére pourrait (conditionnel) si on arrive à ce que les "éléments" constituants ne puissent plus bouger.
La matiére c'est essentiellement du..."vide". Suffit de prendre la place du "vide".
Bonne journée

[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Il y a les limites "théoriques":
Pour la vitesse de rotation, la périphérie de l'objet ne peut pas avoir une vitesse plus grande que celle de la lumière. Pour la compression, on ne peut pas aller plus loin que celle de étoiles neutroniques.
En pratique on s'arrête bien avant. Pour la rotation c'est la résistance mécanique qui limite la vitesse maximale avant que les forces centrifuges ne fassent éclater l'objet. Et pour la pression, elle est limitée par celle de déformation plastique des matériaux les plus durs qui forment les "mors" de la presse. On ne peut pas aller au delà de la pression obtenue avec les presses à diamant.
Au revoir.

[karelknight]

Merci pour vos réponses,
effectivement ma question est un peu vague.

Je parlais de vitesse de rotation théorique, je comprends bien que la périphérie d'un objet ne peut dépasser la vitesse de la lumière, ma question portait sur la partie "centrale", il n'y a donc pas de limite à une vitesse de rotation? L'inertie de cette partie serait donc illimitée aussi?

Concernant la compression, la limite est donc celle des étoiles neutroniques? Cela correspond à quelque chose de particulier? C'est la même densité qu'il peut y avoir dans un trou noir?

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
La vitesse de rotation de la partie centrale est aussi limitée par la partie périphérique dans le cas d'un objet solide.
La densité d'une étoile neutronique est grosso modo celle d'un noyau atomique. Pour ce qui est de la densité d'un trou noir on ne peut que spéculer. Les lois physiques connues ne s'appliquent pas à ces objets.
A+

[karelknight]

merci!

Donc pour la densité je crois que j'ai compris.

Pour la rotation, ce sont donc les interactions entre périphérie et centre qui vont limiter la rotation. Il faudrait alors considérer une zone très petite,comme une particule. Et là j'imagine que la physique classique ne s'applique plus, la rotation comme on l'entend à nos échelles n'aura pas de sens pour un proton?

Encore une question, que ce passerait-il si l'on se trouvait au centre d'un objet très massif, par exemple au centre de la terre? On serait en état d'apesanteur?

[LPFR]

Re.
Oui. La rotation n'a pas de sens pour une particule.
Bien qu'à l'origine cette idée avait plut. Par exemple, le moment magnétique de l'électron serait du à la rotation classique une sphère de charge. Du coup on l'avait appelé "spin" et il a conservé ce nom, même si on a abandonné l'idée classiciste de la rotation.

Et oui, si l'objet a une symétrie sphérique l'accélération de gravité en son centre est nulle. C'est un exercice classique que l'on donne aux débutants.
A+

[karelknight]

et ce moment magnétique, ça correspond à quoi à peu près?

si j'ai compris le reste, on ne peut pas vraiment dire qu'une particule tourne, donc on ne peut pas vraiment penser qu'elle puisse avoir de l'inertie de par sa rotation.
mais qu'est ce qui se passe à la "frontière" entre petite et grande dimension, "l'énergie" conférée à un système en rotation doit bien "résider" quelque part non? je pense que je m'exprime mal mais à partir d'un certain seuil, il n'y a plus de différence entre une "zone" très petite en rotation très rapide et une autre pas du tout en rotation?

[LPFR]

Re.
Le moment magnétique veut dire que l'électron se comporte comme un petit aimant.

L'énergie d'un système en rotation vient de l'énergie cinétique de chacune des parties du système.

On considère que les atomes d'un gaz monoatomique, n'ont pas d'énergie de rotation. Pour l'avoir il faut que ce soient de molécules (au moins deux atomes).
A+

[karelknight]

merci pour cette réponse, le moment magnétique décrit donc une particularité "magnétique" mais pas vraiment une rotation.
la suite est assez déroutante, en gros sur deux "billes" on considère qu'il y a de l'énergie cinétique, mais plus sur une! c'est comme si une bille ne pouvait pas tourner sur elle même mais pouvait tourner autour d'une autre.
ça ne paraît pas du tout intuitif, si on imagine deux particules qui tournent et que d'un coup elles se séparent, il paraîtrait naturel qu'une partie de l'énergie soit encore dans chaque bille.

[LPFR]

Bonjour.
Si vous voulez dire que l'électron tourne autour du noyau, vous vous trompez.
L'électron ne tourne pas autour du noyau. Il est autour dans une espèce de nuage plus ou moins dense qui indique la probabilité de le trouver.
Le modèle de l'électron comme une petite bille tournant autour du noyau "l'atome de Bohr", a été abandonné par les scientifiques il y a 90 ans. Il n'est conservé et maintenu sous perfusion que dans l'enseignement secondaire français.
Au revoir.

[karelknight]

merci de la réponse,
je ne voulais pas vraiment évoquer l'électron autour du noyau, mais plutôt l'idée qu'un atome ne peut par "tourner", c'est un peu comme si on disait qu'il n'y avait pas d'avant ou d'arrière à un atome. mais j'imagine que c'est le cas. mais c'est difficile à s'imaginer.

[LPFR]

Re.
Effectivement, un atome ne tourne pas. Il n'y a pas d'énergie associé à la rotation des molécules dans un gaz monoatomique. Il faut au moins deux atomes dans le molécule.
A+