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qu'est ce que c'est l'inertie ?



  1. #1
    ZOZO

    On fait des voyages vers MArs et on fait de la physique quantique mais je ne crois pas avoir trouvé nulle part une explication satisfaisante du fait qu'une masse nous résiste quand on tente de l'accélérer, c'est pourtant un phénomène tout bête qu'on a sous les yeux tous les jours.

    On dit par ailleurs que les forces d'inertie n'existent pas dans la mesure où elles ne sont observables que d'un référentiel non galiléen. J'aimerais alors qu'on m'explique pourquoi on peut observer d'un référentiel galiléen la corde d'une fronde casser sous l'effet de ce qu'il faut bien appeler une force d'inertie centrifuge.

    Qu'en pensez-vous ?

    -----

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  3. #2
    Rincevent

    je ne crois pas avoir trouvé nulle part une explication satisfaisante du fait qu'une masse nous résiste quand on tente de l'accélérer
    ça dépend ce que tu appelles "satisfaisante" et aussi de ce que tu appelles "explication". La physique cherche à répondre aux "comments", pas aux "pourquois". Ca, c'est plus le domaine de la métaphysique que de la physique.

    mais pour tenter de répondre un peu à ta question, l'un des ingrédients de base est le principe selon lequel les objets ponctuels libres suivent les trajectoires les plus courtes de l'espace-temps, des géodésiques.

    pourquoi c'est comme ça, on en sait rien.

    en tous cas, si tu prends un tel objet libre, que tu te mets dans un référentiel où il est immobile et que tu cherches à l'accélérer, tu essaies de le faire dévier de sa géodésique, et "la Nature aime pas ça", donc elle te demande de fournir de l'énergie pour ça, d'exercer une force.

    m'enfin, je ne suis pas certain de répondre à ta question, très loin de là. Puisque je ne suis pas non plus certain qu'elle entre dans la cadre de la physique.

    J'aimerais alors qu'on m'explique pourquoi on peut observer d'un référentiel galiléen la corde d'une fronde casser sous l'effet de ce qu'il faut bien appeler une force d'inertie centrifuge.
    le truc qui est attaché à la fronde cherche à aller en ligne droite (il veut suivre une géodésique). Mais la fronde le dévie, elle exerce une force sur lui, force qui est physique. Par le principe d'action-réaction, l'objet exerce donc une force sur la corde, force qui peut aller jusqu'à la briser. Si cela arrive, l'objet est à nouveau libre et se remet à aller "en ligne droite" (à ceci près que si tu n'es pas dans l'espace mais sur la Terre, la ligne droite ne te paraitra pas droite à cause de la courbure de l'espace-temps engendrée par la Terre plus communément nommée "pesanteur").

    mais par rapport aux "questions fondamentales" derrière tout ça et qui sont très loin d'être résolues, je te conseille de chercher des infos sur le principe de Mach si tu ne connais pas déjà.

  4. #3
    ZOZO

    quand je veux parler d'explications satisfaisante, je voulais dire justement des explications qui évitent des expressions du genre "la nature n'aime pas ça"!!.

    Encore autre chose : prenons les célèbres forces de Coriolis qui sont à l'oeuvre entre autre dans le mouvement de précession des gyroscopes, plus exactement dès qu'on pousse un gyroscope dans une direction il se barre à 90° de sa position d'origine, puis dans la nouvelle direction à nouveau à 90° etc.. ce qui fait qu'au total en intégrant la trajectoire on aboutit au fameux mouvement de précession et tout ça du fait d'une application sur tout le pourtour de forces d'inertie dites de Coriolis.

    Ce qui me trouble dans ce cas précis c'est que contrairement à l'habitude, à une action répond une réaction à 90° et non pas une réaction directement opposée annulant la première , cela laisserait supposer qu'on pourrait peut être sous certaines conditions exploiter les forces d'inertie dans le cadre d'une propulsion inertielle non ?

    On peut toujours m'objecter qu'un déplacement linéaire d'un gyroscope sans appuis extérieurs est contraire au principe d'action/réaction et par la même au principe de conservation de l'énergie, mais on fait cette affirmation en présupposant que l'espace même de l'expérience est vide d'énergie, ce qui n'est pas forcément le cas d'un espace qui est le siège d'un champ de gravité et dans lequel on pourrait pourquoi pas puiser de l'énergie ?

  5. #4
    Rincevent

    quand je veux parler d'explications satisfaisante, je voulais dire justement des explications qui évitent des expressions du genre "la nature n'aime pas ça"!!.
    si c'est l'expression qui ne te plait pas, je peux la remplacer par "le principe selon lequel les particules libres suivent des géodésiques"... mais de toutes façons, tu as l'air de chercher un pourquoi plutôt qu'un comment, donc tu n'auras pas de "réponse de la part de la science".

    à une action répond une réaction à 90°
    le principe d'action-réaction n'est pas violé dans cet exemple. Ce qu'on observe c'est que la force implique une vitesse orthogonale à cette force. Tu as la même chose pour une particule chargée en mouvement dans un champ magnétique, mais ça ne viole pas le principe d'action-réaction.

    on fait cette affirmation en présupposant que l'espace même de l'expérience est vide d'énergie, ce qui n'est pas forcément le cas d'un espace qui est le siège d'un champ de gravité et dans lequel on pourrait pourquoi pas puiser de l'énergie ?
    définir l'énergie localement pour un champ de gravitation est un truc pas facile (en relativité). Mais dans le même genre d'idée que ce que tu proposes, tu as des gens qui parles parfois d'utiliser les functuations du vide quantique pour obtenir de l'énergie qui courberait l'espace-temps devant un vaisseau et lui permettrait de voyager à des vitesses proches de celle de la lumière... mais sur ce genre de sujets, les gens sont très très partagés... ça repose sur pas mal de trucs hypothétiques et plus sur des 'calculs d'ordres de grandeur faits à la va-vite' que sur des calculs véritables.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    ZOZO

    un truc qui courberait l'espace-temps en sens inverse de la gravité pourquoi ce ne serait précisemment pas l'inertie.

  8. #6
    Rincevent

    un truc qui courberait l'espace-temps en sens inverse de la gravité pourquoi ce ne serait précisemment pas l'inertie.
    la gravite ne courbe pas l'espace, elle est l'expression de la courbure de l'espace. Quant a dire que l'inertie ferait l'inverse de ca...

    le principe d'equivalence dit que la masse gravitationnelle et l'inertie sont la meme chose. Or, c'est la masse gravitationelle qui courbe l'espace-temps.

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  10. #7
    ZOZO

    SI l'inertie et la gravité sont deux expressions complémentaires d'une même chose : la courbure de l'espace-temps, ça implique donc nécessairement que l'inertie est aussi l'expression d'une courbure de l'espace. Je suis tenté de dire en sens inverse de la gravité car lorsqu'on tente d'accélérer une masse c'est un peu l'équivalent d'une répulsion qu'elle nous oppose.

    Lorsque je pousse une masse j'exerce sur elle une pression fonctionnant selon une surface. Les déformations dues à cette action qui se propage par les molécules, puis par les atomes, puis les particules, peut être même par le "vide" quantique lui même, ne peut pas se propager plus vite que la lumière. Je serais tenté de dire que l'inertie serait justement l'expression de ce "délai d'attente" pour que tout ce qui compose le corps qu'on pousse ait le temps de faire transiter l'information à toute la masse. Phénomène qui n'existerait pas avec la gravité elle même puisqu'elle agit en même temps sur l'intégralité de la masse. Donc gravité et inertie ne peuvent pas agir en même temps sur un corps.

  11. #8
    Rincevent

    Je serais tenté de dire que l'inertie serait justement l'expression de ce "délai d'attente" pour que tout ce qui compose le corps qu'on pousse ait le temps de faire transiter l'information à toute la masse.
    l'explication pourrait être jolie, mais une particule ponctuelle a également une masse et donc une inertie.

    Phénomène qui n'existerait pas avec la gravité elle même puisqu'elle agit en même temps sur l'intégralité de la masse. Donc gravité et inertie ne peuvent pas agir en même temps sur un corps.
    l'histoire se complique avec la gravitation relativiste: un champ de gravitation contient lui-même de l'énergie qui provoque en retour une action sur le champ de gravitation. En gros "la gravitation elle-même gravite"... donc pour l'inertie.... le vide lui-même (qui n'est jamais moins qu'un champ de gravitation sans matière) a "une inertie".

  12. #9
    ZOZO

    "l'explication pourrait être jolie, mais une particule ponctuelle a également une masse et donc une inertie "

    Il me semble que la notion de particule "ponctuelle" manque un peu de rigueur et amène à des infinis impossibles à traiter (c'est bien pour ça qu'on a mis au point la théorie des Cordes). POur cette raison rien ne nous dit que l'idée que j'émets n'est pas transposable aux particules dont ont dit qu'elles sont encore sous-composées d'autres particules et tutti quanti.... et le vide lui même qui n'a de vide que le nom participe peut être aussi à cette médiation.

    Parler de masse et d'inertie au sens ordinaire pour des entités (des expériences récentes indique d'ailleurs que la chute des particules dans un champ de gravité est elle même quantifiée) qui sont aussi des ondes quand on ne les observe pas me parait aussi pour le moins osé.

  13. #10
    Rincevent

    Il me semble que la notion de particule "ponctuelle" manque un peu de rigueur et amène à des infinis impossibles à traiter (c'est bien pour ça qu'on a mis au point la théorie des Cordes).
    il y a certes des problemes potentiels avec les particules ponctuelles, mais non, ce n'est pas pour cela que l'on a mis au point la theorie des cordes. Quoiqu'il en soit, meme dans l'hypothese ou les objets fondamentaux (et donc par definition non-constitues d'autres choses plus petites) sont des cordes (ou autres objets), elles ont une inertie au sens actuel du terme. Donc meme probleme.

    Parler de masse et d'inertie au sens ordinaire pour des entités (...) qui sont aussi des ondes quand on ne les observe pas me parait aussi pour le moins osé.
    justement: ce n'est pas fait au "sens ordinaire" que tu entends. Le sens a ete adapte a la description quantique. De la meme facon que l'on a garde le mot "particule" pour parler des particules quantiques et non plus newtoniennes alors que le concept s'est enrichi (en incluant le precedent).

    et pour ce qui est de la quantification des niveaux d'energie dans un champ de gravitation, aucun probleme pour l'inertie telle qu'on la concoit.

    mais si tu veux, pour aller un peu dans ton sens, je peux te dire d'ou vient la masse des particules selon la physique moderne: elle ne vient que du couplage de champs materiels (electrons, quarks, etc) non-massifs avec un champ scalaire (dit de Higgs) une fois brisee la symetrie du vide.

    pourquoi je dis que cela va un tantinet dans ton sens? parce que ainsi la masse n'est pas une caracteristique intrinseque mais une chose acquise suite a l'intervention d'un element exterieur, le champ de Higgs.

  14. #11
    m81

    Bonjour,

    L'"inertie" est peut-être une facilité de langage que l'on applique dans plusieurs situations physiques fort différentes

    1)L'accélération d'une masse quand on la "pousse". La première loi de Newton (un corps reste dans son état aussi longtemps qu'il reste isolé) à été ajouté à la deuxième loi (F=ma) afin de faire le lien avec la troisième loi ( action - réaction). Ces trois lois forment un modèle permettant de décrire ( mais non d'expliquer) la mécanique classique. Il est possible que l’accélération est une phase de transfert d’énergie, passant d’un état initial à un état final, correspondant à deux état différents ( de coordonnées masse, vitesse, charge pour une particule classique).

    2) Force centrifuge. C’est la simple application de la première loi. Une particule suit toujours une géodésique (trajectoire satisfaisant le principe de moindre action). Lorsqu’elle va « tout droit », elle se trouve dans un champs de potentiel « plat ». Lorsque sa direction est modifiée, elle se trouve dans un champs courbe. Ici, ce champ est courbé localement à l’extrémité de la fronde par l’action de la fronde.

    3) Le mouvement d’un gyroscope peut être bien compris en manipulant une roue de vélo. Si on ne considère que le pneu, les particules de pneu cherchent à aller tout droit (on ne s’occupe pas de la force centrifuge). Soit une roue d’axe horizontal est-ouest en rotation. Si on pivote la roue autour d’un axe vertical, les point au sommet du pneu chercheront à continuer à se diriger vers le nord.(vers le sud pour les points au bas du pneu)(selon la première loi).Il y aura donc une réaction de contre rotation de la roue selon un axe nord-sud . Le résultat de cette rotation d’axe vertical appliquée de l’extérieur et de cette rotation-réaction est l’effet gyroscopique. Je ne pense pas que l’effet gyroscopique puisse être utilisé pour la propulsion des fusée, car dans ce cas-ci on parle d’énergie alors que dans ce cas-là, on parée de vitesse.

    Un article passionnant : http://www.freephysics.org/fn/a.htm

    (PS . : je suis à la recherche d’articles de ce genre, si vous en connaissez d’autres, je vous en serait infiniment reconnaissant)

    Bonne journée

  15. #12
    ZOZO

    Je vous conseille d'aller chercher les liens (dont je ne me rappelle plus) sur la théorie synergétique de rené louis vallée. En gros l'inertie y est décrite comme des effets de "pression" différentiés des fluctuations du milieu énergétique quantique.

    Dans cette optique la gravité loin d'être une attraction est un effet d'écran
    entre 2 masses, comme de bateaux trop proches s'attirent l'un l'autre sous l'effet différentié de la houle entre eux et autour d'eux.

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  17. #13
    chaussin

    Re : qu'est ce que c'est l'inertie ?

    Il faut aller voir du coté des champs de HIGGS qui explique également le big bang et la théorie de l'inflation.
    Les mouvements uniformes sont indiscernables mais pas les mouvement accéléré d'où le problème du seau qui a torturé les physiciens pendant des siècles : si on place un seau au milieu de l’espace et qu’on le fait tourner sur lui-même pourquoi un liquide qui lui serait contenu s’écrase u niveau des pôles ! Où est le référentiel dans tous cela

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