Referentiel galileen

[Sam*]

Bonjour, j'aimerais bien comprendre la notion de referentiel galileen. On dit qu'un referentiel galileen est un referentiel où s'exerce la première de Newton.
La premiere loi de Newton dit : Tout corps soumis à des forces exterieures dont la somme est nulle, est soit au repos soit animé d'un mouvement rectiligne uniforme.
Voici mes questions, si je prends un pendule où à l'extremite j'ai une bille et que je place le pendule dans une voiture qui accelere uniformément, la bille dévie vers le sens opposé à la direction de la voiture formant un angle avec l'axe vertical, peut-on dire que la bille se trouve dans un référentiel galileen. Deuxièment je prends ce pendule et je le pose sur une table, la bille est immobile, sachant que le fil exerce une force sur la bille et s'oppose à son poids est ce que je peux dire que la bille se trouve dans un référentiel galileen ??
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[Lagoverdo]

Bonjour,

Un repère galiléen (ou inertiel) est un repère où un objet isolé (càd somme F = 0) se déplace en mouvement rectiligne uniforme (la position immobile est une exception où v = 0). Le pendule dans la voiture n'est pas un repère galiléen car il ne se déplacera pas en mouvement rectiligne uniforme (il subira une accélération). Dans le deuxième cas, c'est un repère galiléen car la bille n'a aucune accélération (et d'ailleurs aucune vitesse).

[bobdémaths]

il ne se déplacera pas en mouvement rectiligne uniforme (il subira une accélération).

Bonjour,

En l’occurrence, au bout d'un certain temps, il se déplacera bien en mouvement rectiligne uniforme. Cependant, il ne sera pas isolé (sa position n'étant plus verticale, la tension du fil ne peut plus compenser le poids). Donc effectivement, le référentiel n'est pas galiléen.

[apprenti-soudeur]

Bonjour,

Je n'ai pas la réponse mais je pensais qu'un référentiel galiléen est un référentiel orthonormé dans les 3 directions x,y,z de l'espace. Peut être qu'il faut essayer de voir le pendule dans une navette spatiale, un avion, un bateau et une voiture.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bobdémaths]

Je pense que tu confonds "référentiel" et "repère". On pourrait très bien se placer dans un référentiel galiléen (par exemple, celui du laboratoire, dans une certaine approximation), et utiliser des axes non perpendiculaires, ou même des coordonnées curvilignes. Réciproquement, il se peut qu'un repère orthonormé soit placé dans un référentiel non galiléen (par exemple, sur un manège en rotation, un système d'axes fixe par rapport au manège).

[LPFR]

Bonjour.
Un repère inertiel ou Galiléen ou Newtonien, est un repère où les lois de Newton sont valides (et donc applicables).
C'est une définition peu satisfaisante mais c'est la seule valide.

Si les Lois de Newton sont vérifiées dans un repère (à al précision de nos appareils de mesure), on peut dire que le repère est inertiel... dans les limites de la précision de nos mesures.

On admet que le repère "le plus inertiel" est celui lié aux étoiles fixes. Donc, tout repère accéléré par rapport à celui-là est non-inertiel.
Mais des repères non inertiels peuvent être considérés comme tels si la durée et la précisons des mesures n'est pas très grande. Par exemple, le repère lié à la terre, est non inertiel. Mais pour des manips ordinaires courtes (par rapport à une journée) on peut le considérer comme inertiel.
Au revoir.

[apprenti-soudeur]

Je pense que tu confonds "référentiel" et "repère". On pourrait très bien se placer dans un référentiel galiléen (par exemple, celui du laboratoire, dans une certaine approximation), et utiliser des axes non perpendiculaires, ou même des coordonnées curvilignes. Réciproquement, il se peut qu'un repère orthonormé soit placé dans un référentiel non galiléen (par exemple, sur un manège en rotation, un système d'axes fixe par rapport au manège).

C'est possible pour la confusion, j'ai eu des cours de méca il y a très longtemps en bac et bts maintenance auto, les profs se tiraient les cheveux ( sauf un car il en avait pas beaucoup... ) pour enseigner la matière. ça devait être plus facile en classe de prépa ou d'ingénieur.

[Nicophil]

Bonjour,

peut-on dire que la bille se trouve dans un référentiel galiléen ?
est ce que je peux dire que la bille se trouve dans un référentiel galiléen ?

Tu décris la bille mais tu ne décris pas (pas de façon explicite en tout cas...) le référentiel ! Comment veux-tu qu'il y ait une réponse ?

C'est un peu comme si tu nous disais : "François Hollande se situe en plein milieu de la cour de l'Elysée, peut-on dire qu'il est dans le champ de ma caméra ?" tout en ne nous disant rien de où et comment est ta caméra !

Tes questions portent sur les référentiels, pas sur la bille, il faut donc que tu précises bien de quels référentiels tu parles.

[invite21348749873]

Bonjour
Mais est ce faux de dire, que dans un rérentiel non galiléen , on peut appliquer les lois de Newton si on tient compte des forces d'inertie?
Dans le reférentiel acceléré, la bille est en équilibre sous l'action de son poids, de la tension du fil et de l'opposée de la force d'inertie.

[Amanuensis]

Mais est ce faux de dire, que dans un rérentiel non galiléen , on peut appliquer les lois de Newton si on tient compte des forces d'inertie?

Oui, à cause de la troisième loi. Il n'y a pas de réaction correspondant aux "forces d'inertie".

On peut "corriger" le problème en écrivant la seconde loi comme

F = m(a - a_e(x, v, t))

Avec a_(x, v, t) l'accélération d'entraînement en fonction de la position, l'instant et la vitesse. F est alors indépendante du choix de référentiel et respecte la troisième loi.

Soit on modifie la seconde loi, soit on modifie la troisième...

[invite21348749873]

C'est à dire en appliquant F= mA avec A(absolu)= A(Relatif) + A( entrainement) + A( Coriolis)

[Nicophil]

Oui, à cause de la troisième loi. Il n'y a pas de réaction correspondant aux "forces d'inertie".

Voilà!
Et c'est bien pour ça que parler de "forces d'inertie" est une monstrueuse erreur : il faut réserver le concept de force aux 4 interactions fondamentales : inter-action = action + ré-action.

On peut "corriger" le problème en écrivant la seconde loi comme
F = m(a - a_e(x, v, t))

Autant écrire : a = F/m + a_e(x, v, t)
A ce moment-là, on se situe explicitement en cinématique : clairement ce qui nous intéresse c'est le mouvement du mobile, on s'intéresse à son accélération et celle-ci est la résultante de deux types d'accélération :
- une accélération due aux forces (une ou plusieurs des 4 interactions fondamentales).
- une accélération due non pas à une force mais au référentiel (lui-même accéléré).

Il faut donc arrêter de parler de "force inertielle" et parler d' "accélération inertielle"... (ah bah non, on s'aperçoit que ça ne veut rien dire... en fait, dans "force inertielle", à la fois "force" et "inertielle" sont monstrueux!).

[Sam*]

Bonjour,

Tu décris la bille mais tu ne décris pas (pas de façon explicite en tout cas...) le référentiel ! Comment veux-tu qu'il y ait une réponse ?

C'est un peu comme si tu nous disais : "François Hollande se situe en plein milieu de la cour de l'Elysée, peut-on dire qu'il est dans le champ de ma caméra ?" tout en ne nous disant rien de où et comment est ta caméra !

Tes questions portent sur les référentiels, pas sur la bille, il faut donc que tu précises bien de quels référentiels tu parles.

Le premier est la voiture, dans la seconde question, le référentiel est la table. Désolé pour les imprécisions.

[Nicophil]

Donc tes questions deviennent :

Voici mes questions, si je prends un pendule où à l'extremite j'ai une bille et que je place le pendule dans une voiture qui accélère uniformément [...], peut-on dire que la voiture est un référentiel galileen.

Deuxièment je prends ce pendule et je le pose sur une table, la bille est immobile par rapport à la table, sachant que le fil exerce une force sur la bille et s'oppose à son poids est ce que je peux dire que la table est un référentiel galiléen ??

[Amanuensis]

Il faut donc arrêter de parler de "force inertielle" et parler d' "accélération inertielle"... (ah bah non, on s'aperçoit que ça ne veut rien dire... en fait, dans "force inertielle", à la fois "force" et "inertielle" sont monstrueux!).

Le terme officiel est "accélération d'entraînement".

[Sam*]

Donc tes questions deviennent :

Oui c'est exactement ça !