Comprendre la formule F= M*a
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Comprendre la formule F= M*a



  1. #1
    docEmmettBrown

    Comprendre la formule F= M*a


    ------

    bonjour,

    j'ai un petit probleme sur cette formule qui parait tres simple,



    imaginons qu'il n'y a aucun frottement, c'est alors aussi facile de pousser une balle de 100g qu'un camion de 10 tonnes sans frottement non? donc M n'intervient pas ?

    merci d'avance pour votre aide.

    -----

  2. #2
    invitecaafce96

    Re : comprendre la formule F= M*a

    bonsoir ,
    Au contraire !!! La relation montre bien que la force nécessaire dépend de la masse m et de l'accélération a ,
    on va même dire directement proportionnelle à m et à a ...

  3. #3
    invitef29758b5

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par docEmmettBrown Voir le message
    c'est alors aussi facile de pousser une balle de 100g qu'un camion de 10 tonnes sans frottement non
    Oui c' est aussi facile .
    Que tu applique 1 N sur la balle ou sur le camion , c' est aussi facile .
    Par contre le camion prendra énormément moins de vitesse que la balle .

  4. #4
    Deedee81

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Salut,

    Un exemple : j'ai vu à la télé un type tirant un train (complet, avec tous les wagons). Quand on sait quelle est la masse c'est étonnant.... mais pas tant que ça quand on connait Newton

    Le train n'était pas posé sans roue sur le sol (là, même Hulk aurait du mal). Et je suis prêt à parier qu'ils ont bien vérifié que les esseiux étaient bien graissés, que les rails étaient bien lisses,.... et qu'on avait enlevé le frein à main

    Il reste à vaincre "un peu" de frottement statique puis ça roule tout seul (avec des guillemets car ça reste malgré tout un exploit).

    Galilée, disait "Donnez-moi un point d'appui, et un levier, je soulèverai le monde " moi je dis "mettez le monde sur des roulettes bien graissées et je le pousserai"
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite6dffde4c

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Bonjour.
    Tirer un train complet me semble un peu difficile.
    Si on prend un coefficient de roulement de 0,01, la force à exercer serait 1/100 du poids du train.
    Et si on imagine que Hulk peut soulever 200 kg, cela ferait une masse de 20 tonnes pour le train.
    Ça fait un peu léger pour un train.
    Mais on peut faire cette manip nous-mêmes, si on remplace le train par un bateau, en absence de courant et de vent.
    Il suffit d’appuyer légèrement et d’attendre : il bougera.
    Au revoir.

  7. #6
    calculair

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,

    Un exemple : j'ai vu à la télé un type tirant un train (complet, avec tous les wagons). Quand on sait quelle est la masse c'est étonnant.... mais pas tant que ça quand on connait Newton

    Le train n'était pas posé sans roue sur le sol (là, même Hulk aurait du mal). Et je suis prêt à parier qu'ils ont bien vérifié que les esseiux étaient bien graissés, que les rails étaient bien lisses,.... et qu'on avait enlevé le frein à main

    Il reste à vaincre "un peu" de frottement statique puis ça roule tout seul (avec des guillemets car ça reste malgré tout un exploit).

    Galilée, disait "Donnez-moi un point d'appui, et un levier, je soulèverai le monde " moi je dis "mettez le monde sur des roulettes bien graissées et je le pousserai"

    Je n'ai pas vu cette séquence...., cela montre que si les frottements sont réduits, avec une force modeste ont peut mettre en mouvement des masses importantes. Mais il faut combien de temps à ce type costaud pour atteindre une vitesse raisonnable pour un train ? Par exemple seulement 20 km/h .... Si la masse à tirer était plus faible, cela devrait être plus facile en application de F = m a ou F t = m V
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  8. #7
    inviteb6b93040

    Re : comprendre la formule F= M*a

    La NAZA pensait pouvoir déplacer la terre en déviant des géocroiseurs bien graissés afin qu'ils passent assez prés pour entraîner la terre plus loin du soleil et ainsi limiter le réchauffement.
    Apophis va il déplacer la terre ?
    Si oui de quel coté par rapport au soleil ?

  9. #8
    invite6dffde4c

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    La NAZA pensait pouvoir déplacer la terre en déviant des géocroiseurs bien graissés afin qu'ils passent assez prés pour entraîner la terre plus loin du soleil et ainsi limiter le réchauffement.
    Apophis va il déplacer la terre ?
    Si oui de quel coté par rapport au soleil ?
    Bonjour
    Les mecs de la NAZA sont nazes.
    Ça aurait été inquiétant si ça avait été les scientifiques de la NASA.
    Au revoir.

  10. #9
    invitef29758b5

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Telle que posées tes questions sont trop vagues .
    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    Apophis va il déplacer la terre ?
    Apophis va-t-il échanger de l' énergie avec la terre ?
    Oui
    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    Si oui de quel coté par rapport au soleil ?
    Va-t-il augmenter ou diminuer le rayon de l' orbite terrestre ?
    Tout dépend de quel coté il passe .

  11. #10
    inviteb6b93040

    Re : comprendre la formule F= M*a

    d’après la Naza il passera à l'extérieur et donc augmentera l'orbite terrestre ce qui refroidira un peu la planète
    Merci Apophis
    http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=99942;orb=1

  12. #11
    Deedee81

    Re : comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    d’après la Naza
    Dis-moi EuaPure, ça veut dire quoi Naza ? National Aeronautics and Zazie Administration ?

    (une fois l'erreur, je veux bien, mais deux fois, je me permet cette petite pique )
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    inviteb6b93040

    Re : comprendre la formule F= M*a

    ha merci, je sais pas pourquoi j'ai mis un Z surement pas la même raison qui t'as fait écrire le u avant le a dans l'eau

  14. #13
    inviteaf55e375

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Bonjour
    personnellement j'aime bien écrire cette formule a = F/m
    Ca permet de bien comprendre qu'à force F constante, l'accélération sera inversement prop à la masse. (ex chariot de supermarché) . Du coup la masse apparait comme un "coefficient d'inertie" (masse "inerte" à distinguer de la masse intervenant dans les formules de gravitation / mais il se trouve qu'elles sont égales )
    Bonne soirée

  15. #14
    Deedee81

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Salut,

    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    surement pas la même raison qui t'as fait écrire le u avant le a dans l'eau
    Dyslexie du clavier. M.... j'ai l'air fin maintenant

    Citation Envoyé par blackcrow91 Voir le message
    personnellement j'aime bien écrire cette formule a = F/m
    Ca permet de bien comprendre qu'à force F constante, l'accélération sera inversement prop à la masse. (ex chariot de supermarché) . Du coup la masse apparait comme un "coefficient d'inertie" (masse "inerte" à distinguer de la masse intervenant dans les formules de gravitation / mais il se trouve qu'elles sont égales )
    Je la trouve aussi plus pédaogique sous cette forme car elle dit bien "la force cause l'accélération" et pas l'inverse.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  16. #15
    docEmmettBrown

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    merci beaucoup pour vos reponses !

  17. #16
    stefjm

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je la trouve aussi plus pédaogique sous cette forme car elle dit bien "la force cause l'accélération" et pas l'inverse.
    Bonjour,
    Je ne suis pas d'accord avec cette interprétation de l'égalité.
    le signe "=" exprime l'égalité entre deux termes et en aucune façon une causalité.
    Ce n'est pas une affectation comme on peut le rencontrer dans certains langages informatiques.

    D'autant plus que les accélérations d'inertie causent les forces d'inertie (dans le sens que tu as employé).

    Du point de vu des automaticiens qui s'y connaissent un peu en causalité, sous masse constante, accélération et force sont en relation instantannée donc avec un lien immédiat de causalité qui va dans les deux sens. (en mécanique classique non relativiste)
    La seule chose qu'on peut affirmer avec cette relation dv/dt = F/m (car j'aime aussi cette forme plus parlante) est que la force est cause de la vitesse. (et en l'absence de force, v=cte)

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  18. #17
    Deedee81

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Salut,

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Je ne suis pas d'accord avec cette interprétation de l'égalité.
    le signe "=" exprime l'égalité entre deux termes et en aucune façon une causalité.
    Tout à fait exact. C'est la physique qui explique le lien de causalité. L'égalité (mathématique) elle ne le montre pas explicitement.
    C'est pour cela qu'il est utile de la mettre sous une forme qui fait mieux ressortir la physique qui se cache derrière.

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Du point de vu des automaticiens qui s'y connaissent un peu en causalité, sous masse constante, accélération et force sont en relation instantannée donc avec un lien immédiat de causalité qui va dans les deux sens. (en mécanique classique non relativiste)
    La seule chose qu'on peut affirmer avec cette relation dv/dt = F/m (car j'aime aussi cette forme plus parlante) est que la force est cause de la vitesse. (et en l'absence de force, v=cte)
    Mais oui, quand une pomme tombe, elle accélère et tout le monde sait que c'est cela qui cause la force de gravité, sans les pommes on s'envolerait (évidemment, les mettre sur le même pied est tout aussi absurde)

    Tu te focalises trop sur les équations et tu oublies qu'il y a de la physique derrière.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  19. #18
    invitef29758b5

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    elle dit bien "la force cause l'accélération" et pas l'inverse.
    L' inverse est vrai aussi .
    La force peut être causée par une variation de quantité de mouvement .
    Perso , je préfère la forme qui ne distingue ni cause ni effet :
    F.dt = m.dv

    Esthétiquement , c' est indéniablement plus sympa .

  20. #19
    Matmat

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Je ne vois ni cause ni effet dans cette loi . J'y vois juste la définition de la force.

  21. #20
    invitef29758b5

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par Matmat Voir le message
    J'y vois juste la définition de la force.
    C' est insuffisant pour définir une force .
    Une force n' est pas forcément associée à une variation de quantité de mouvement .

  22. #21
    stefjm

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais oui, quand une pomme tombe, elle accélère et tout le monde sait que c'est cela qui cause la force de gravité, sans les pommes on s'envolerait (évidemment, les mettre sur le même pied est tout aussi absurde)
    La relation entre force et accélération étant instantanée, tu ne peux pas prouver que ce n'est pas le cas.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Tu te focalises trop sur les équations et tu oublies qu'il y a de la physique derrière.
    C'est tout le contraire : je fais dire aux équations tout ce qu'on peut leur faire dire.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  23. #22
    Matmat

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    C' est insuffisant pour définir une force .
    Une force n' est pas forcément associée à une variation de quantité de mouvement .
    J'ai pas compris. Vous pensez à quelle définition ?

  24. #23
    invitef29758b5

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    A celle que l' on enseignait "avant"
    Une cause capable de modifier la vitesse d' un solide ou de le déformer .
    Mais ça c' était avant ...
    N' empêche que ce n' était pas faux .

  25. #24
    Deedee81

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Salut,

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    C'est tout le contraire : je fais dire aux équations tout ce qu'on peut leur faire dire.
    Justement. tu ne tiens pas compte des contraintes physiques, non indiquées dans les équations. Tu leur fais donc dire (parfois) des choses fausses. C'est là le blème.

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    L' inverse est vrai aussi .
    La force peut être causée par une variation de quantité de mouvement .
    Je ne suis pas sûr d'avoir compris si tu donnais un exemple dans les messages suivants. Aurais-tu un exemple où une variation de la quantitité de mouvement serait la cause (pas indirecte, évidemment (*)) de la force ???

    J'imagine par exemple une voiture qui percute un mur, elle subit une force violente et une variation brusque de sa quantité de mouvement. Mais la force n'est pas causée par la deuxième (c'est l'inverse en fait). La force est causée par l'interaction entre le métal et le mur et la vitesse relative des deux.

    En fait, toute force trouve sa cause dans les interactions : gravitationnelle (pour mon exemple de la pomme), électromagnétique (pour mon exemple de la voiture), etc.
    Et je ne vois pas de cas où la cause serait la variation d'une quantité de mouvement.

    Mais si tu as un exemple, je suis preneur.

    (*) sinon je pourrais dire que ce qui cause la gravité c'est le fermie qui détache la pomme de l'arbre
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  26. #25
    stefjm

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Justement. tu ne tiens pas compte des contraintes physiques, non indiquées dans les équations. Tu leur fais donc dire (parfois) des choses fausses. C'est là le blème.
    Dans ce cas, je veux bien que tu exprimes sous forme mathématique les contraintes physiques en question. C'est ce que font les automaticiens quand ils disent qu'une accélération est cause d'une vitesse, elle même cause d'une position. (description par intégration causale, utilisation de la fonction de Heaviside, etc...)

    Sur un exemple aussi simple, l'expression de ces contraintes sous forme mathématique doit être facile! (Tu sais, les maths, langage naturel de la physique...)

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je ne suis pas sûr d'avoir compris si tu donnais un exemple dans les messages suivants. Aurais-tu un exemple où une variation de la quantitité de mouvement serait la cause (pas indirecte, évidemment (*)) de la force ???
    J'imagine par exemple une voiture qui percute un mur, elle subit une force violente et une variation brusque de sa quantité de mouvement. Mais la force n'est pas causée par la deuxième (c'est l'inverse en fait). La force est causée par l'interaction entre le métal et le mur et la vitesse relative des deux.
    En fait, toute force trouve sa cause dans les interactions : gravitationnelle (pour mon exemple de la pomme), électromagnétique (pour mon exemple de la voiture), etc.
    Et je ne vois pas de cas où la cause serait la variation d'une quantité de mouvement.
    Mais si tu as un exemple, je suis preneur.
    (*) sinon je pourrais dire que ce qui cause la gravité c'est le fermie qui détache la pomme de l'arbre
    Quiconque a fait un peu de physique impliquant à la fois la mécanique (Newton) et l'électromagnétisme (Maxwell) s'est rendu compte que les équations fondamentales font apparaitre un rebouclage naturel (une rétro action) ce qui fait que tout signal physique est à la fois cause et effet dans cette boucle.

    On peut choisir l'entrée de perturbation où l'on veut. (En général, plutôt où on peut...)

    Apparament, les physiciens rechignent à utiliser un modèle incluant ces contres réactions car cela leur donne une impression de finalisme qu'ils n'apprécient pas.

    Les exemples sont légions.

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  27. #26
    azizovsky

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    même daans ses cas, les conditions phyisques imposent de séparer l'effet de la cause: chute d'une pierre, la terre tire la pierre et aussi l'inverse, mais à cause du rapport des masses, on néglige l'effet de la pierre sur la terre.(on sépare les causes et les effets)

  28. #27
    azizovsky

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    pour simplifier, ils séparent ..., le lagrangien libre+lagrangien du champ+ lagrangien d'interaction.

  29. #28
    stefjm

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par azizovsky Voir le message
    même daans ses cas, les conditions phyisques imposent de séparer l'effet de la cause: chute d'une pierre, la terre tire la pierre et aussi l'inverse, mais à cause du rapport des masses, on néglige l'effet de la pierre sur la terre.(on sépare les causes et les effets)
    L'approche se justifie par l'ordre de grandeur.
    Il y a de nombreux cas où l'ordre de grandeur est le même. On peut encore séparer cause et conséquence avec la flèche du temps (l'intégration en math), mais chaque signal est à la fois cause et conséquence à cause de la rétroaction.

    Citation Envoyé par azizovsky Voir le message
    pour simplifier, ils séparent ..., le lagrangien libre+lagrangien du champ+ lagrangien d'interaction.
    Il faudra que je creuse cette piste.
    Si tu as des infos pratiques et accessibles, ne te gène pas.

    @+
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  30. #29
    azizovsky

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    il y'a des idées ici : http://www.sciences.ch/htmlfr/physat...ntchamps01.php, ou bien tome 2 page 1096 C.Aslangul.(pour le moment, je le ferai sans gène pour toi stefjm : j'aime l'esprit critique...)
    Dernière modification par azizovsky ; 01/04/2015 à 09h39.

  31. #30
    Deedee81

    Re : Comprendre la formule F= M*a

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Dans ce cas, je veux bien que tu exprimes sous forme mathématique les contraintes physiques en question.
    La physique ce n'est pas que des mathématiques. Sinon on appellerait pas cela de la physique. On appellerait cela mathématique (tu constateras que je suis gentil et je n'ai pas dit "faire joujou avec des formules", je te connais bien ).

    Ce n'est pas dans Newton que tu pourras le faire. Pour ça, il faut que tu potasses les phénomènes physiques à l'origine (cause) de ces forces. Ce qui inclut une bonne partie de la physique, dont l'électrodynamique quantique pour la plupart des forces (pas toute évidemment) puisque la cause des forces est presque toujours au niveau microscopique (*), ce que la mécanique classique gomme totalement. Là tu peux exprimer cela mathématiquement.

    (*) EXIT : raison pour laquelle la notion de force disparait presque toujours. Elle devient inutile. Mais on sait y revenir sans grande difficulté si on le souhaite, même dans ces domaines.

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    ce qui fait que tout signal physique est à la fois cause et effet dans cette boucle.
    Réponse pas sérieuse : reste plus qu'à fabriquer la machine à aller dans le temps
    Réponse sérieuse : c'est bien pour cela que je parlais de cause directe et que je citais l'exemple du fermier, non Stef, jamais je n'accepterai que le fermier soit la cause de la gravité même si tu me mets ça sous forme d'une rétroaction. Etant donné que tout est en interaction avec tout dans tous les coins à tout moment, par des chocs, la gravité, etc..., il n'y a que ça dans la nature : des rétroactions, sans distinguer les causes directes, il n'y a plus aucun sens à parler de causalité.

    Je ne suis pas prêt à abandonner la notion de causalité sous prétexte de l'existence des rétocations. EDIT : rétroactions, pas rétrocations, bien sûr

    Non F = ma n'implique pas que a peut aussi être la cause (directe) de F.
    Mais attendons aussi l'exemple de Dynamix, je ne sais pas ce qu'il avait en tête.

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    L'approche se justifie par l'ordre de grandeur.
    Oui, là cette fois on est d'accord. L'idée d'Azizovsky est correcte, c'est le b.a.ba de nombreux métiers dont celui de physicien, même si c'est clairement très insuffisant pour le problème discuté ici (en fait c'est presque toujours insuffisant, mais c'est presque toujours le point de départ. C'est en tout cas ce que j'ai constaté dans la pratique.... même s'il y a un bout de temps que j'ai arrêté la pratique. C'est comme le vélo, ça ne s'oublie pas ).
    Dernière modification par Deedee81 ; 01/04/2015 à 10h42.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

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