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chute libre et impesanteur



  1. #1
    theo2059

    chute libre et impesanteur


    ------

    Bonjour
    est ce que dés qu'un corps est en chute libre il est en impesanteur?par exemple si je saute, dès que mes pieds ne touchent plus le sol je suis en impesanteur jusqu'à ce qu'ils le touchent de nouveau?
    Aussi est ce que quand on parle d'impesanteur il faut préciser le référentiel comme pour énoncer les lois de Newton? Par exemple le corps en chute libre est en impesanteur par rapport au référentiel lié au corps mais il n'est pas en impesanteur par rapport au référentiel terrestre?

    -----

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  3. #2
    brixx

    Re : chute libre et impesanteur

    Effectivement, un corps en chute libre (sous la seule action du poids) est en impesanteur. Un objet est en impesanteur lorsque le sol ou le support n’exerce aucune action sur lui.
    Il faut également préciser le référentiel.
    Supposons par exemple un objet placé dans une cabine en chute libre :
    - dans le référentiel terrestre, cabine et objet sont tous deux en chute libre et la cabine n’exerce aucune action sur l’objet lui-même et celui-ci « flotte » dans l’air de la cabine.
    - dans un référentiel lié à la cabine, l’objet ne semble pas soumis à la pesanteur, il est en état d’impesanteur.

  4. #3
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    merci et est ce que alors le mouvement d'un corps en impesanteur donc par rapport au référentiel de la cabine est régie par la 1 ere loi de Newton ou le principe d'inertie?si oui peut-on appliquer quand même ce 1 er principe alors que référentiel de la cabine n'est pas galiléen?

  5. #4
    Rik

    Re : chute libre et impesanteur

    J'ai pas trouvé "impesanteur" dans le dico, par contre j'ai trouvé "apesanteur":
    absence de pesanteur due à l'annulation ou à un extrème affaiblissement du champ de gavitation.
    Un corps en chute libre n'est donc pas en état d'apesanteur du point de vue de cette définition (et du point de vue d'un observateur terrestre); en état d'impesanteur je ne sais pas.
    Par contre il est vrai qu'un observateur dans la cabine doit voir flotter les objets qui s'y trouvent. Comme dit brixx ça dépend donc de quel point de vue on se place.

    Salut!
    Le premier précepte était de ne recevoir jamais aucune chose pour vraie. Descartes

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    invité576543
    Invité

    Re : chute libre et impesanteur

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Rik
    "apesanteur":
    absence de pesanteur due à l'annulation ou à un extrème affaiblissement du champ de gavitation.
    La définition ne me semble pas correcte. Par exemple, dans une station orbitale comme l'ISS, il est usuel de parler d'apeseanteur, alors que le champ de gravitation n'est pas sensiblement plus faible qu'à la surface de la Terre. Plus généralement, les seuls endroits où le champ de gravitation soit faible sont ceux extrèmement éloignés de toute masse (et encore...), entre galaxies par exemple??

    Il faut prendre l'ensemble des "forces d'entraînement" en compte, la gravité, mais aussi les "forces" centrifuge et de Coriolis.

    L'apesanteur peut se définir comme l'annulation de la somme des forces d'entraînement. Cela marche très bien, cela permet de prendre en compte le champ de gravitation solaire, galactique, etc... et toutes les révolutions correspondantes (de la Terre autour du Soleil, du Soleil autour de la Galaxie, etc.).

    Vu comme cela, les expressions "chute libre" et "apesanteur" sont équivalentes. Chute libre veut exactement dire que les seules forces s'exerçant sont les forces d'entraînement (définition valable dans tout référentiel). Celles-ci s'annullent dans ce cas dans le référentiel propre du mobile s'il est en chute libre. La condition est équivalente, et on peut dire qu'un mobile est en chute libre si dans son repère propre les forces d''entraînement s'annullent.

    Cordialement,

  8. #6
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    Je ne comprends pas j'ai l'impression que tu inclus ds forces d'inertie le poids. Il me semblait que chute libre c'était lorsqu'un objet est soumis uniquement à son poids.On parle de chute libre par ex ds le référentiel terrestre (que l'on considère comme galiléen le temps de l'xpérience).Mais ds le référentiel de l'objet on ne parle plus de chute libre car une autre force entre en jeu la force d'inertie d'entrainement.Il y alors 2 forces ds le référentiel de l'objet dont la somme est nulle: on parle alors d'impesanteur ds le référentiel de l'objet (mais de chute libre ds la référentiel terrestre).
    Je me trompe quelque part?

    Par ailleurs impesanteur et apesanteur pour moi sont identiques a vient du grec et im du latin et je préfère impesanteur pour ne confondre phonétiquement l'apesanteur et la pesanteur.Mais c'est étonnant qu'il n'existe pas ds le dictionnaire.

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  10. #7
    GillesH38a

    Re : chute libre et impesanteur

    J'en profite pour saluer Mmy , que je n'avais pas croisé depuis longtemps sur le forum, et que je retrouve avec plaisir !


    Il y a une différence entre le traitement de la Meca classique et la théorie plus complète de la RG. En mécanique newtonnienne, on postule l'existence de référentiels galiléens. Dans ces référentiels, cela a un sens de définir les forces "absolues", qui restent conservées même dans le passage à un référentiel non galiléen. En revanche, il faudra rajouter en plus des forces d'inertie. la méca classique différencie donc le champ gravitationnel "réel " d'une force d'inertie. Il se trouve que dans un référentiel en chute libre (non galiléen) les deux se compensent, et on a un état "d'apesanteur" apparent. On peut donc distinguer l'apesanteur (compensation de la gravité et des forces d'inertie dans un réf en chute libre, non galiléen), et "l'impesanteur" (absence réelle de gravitation dans un référentiel galiléen).

    Problème : le postulat de base de l'existence d'une classe de référentiel galiléens est faux ! personne ne peut exhiber un "vrai" ref galileen à l'echelle de l'Univers. La RG supprime ce concept et parle de référentiel "quelconque", la meilleure chose qu'on puisse construire étant un référentiel "localement galiléen" en un point... qui s'avère etre justement les référentiels en chute libre. La distinction entre les deux n'a plus lieu d'être : on ne peut supprimer la gravitation qu'en étant en chute libre, point final.

  11. #8
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    Merci.quelle est la définition de chute libre?objet soumis uniquement à son poids? Et y a t-il une diffèrence entre la mécanique classique et RG?

  12. #9
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    j'avais une autre précision. Si j'ai bien compris le référentiel de la chute libre est non galiléen en mécanique classique mais il est localement galiléen en reltivité générale?

  13. #10
    GillesH38a

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par theo2059
    Merci.quelle est la définition de chute libre?objet soumis uniquement à son poids? Et y a t-il une diffèrence entre la mécanique classique et RG?
    oui c'est cela. Son accélération est donc exactement celle de la pesanteur. La différence entre la RG et la méca classique, c'est d'abord que la RG inclut la relativité restreinte, et ensuite qu'elle laisse tomber le postulat de l'existence d'un référentiel galiléen universel, remplacé par le principe d'équivalence : un référentiel en chute libre est localement galiléen.

    Ca implique alors une géométrie non euclidienne, car le principe d'équivalence s'applique à tout, y compris aux rayons lumineux. La gravitation provoque donc nécessairement une courbure des rayons, et notre géométrie est fixée par les trajectoires des rayons lumineux.

  14. #11
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    je vous remercie bcp

  15. #12
    invité576543
    Invité

    Re : chute libre et impesanteur

    Bonjour,

    Je tiens à préciser qu'il n'y a pas de contradiction entre ce que j'ai écrit et ce qu'a écrit Gilles. Le choix des mots est important, et Gilles fait attention de parler de pesanteur, et non de gravitation. Or ce sont deux notions distinctes, le poids (et la notion de verticale à la surface de la Terre) incluant la force centrifuge...

    Cordialement,

    Mes salutations à Gilles, au passage!

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  17. #13
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    j'avais juste une dernière question.
    J'ai vu que référentiel inertiel inclué les référentiels galiléens. Les référentiels inertiels étant les référentiels où la 1ere loi de Newton est vérifiée ne sont donc pas forcément des référentiels galiléens mais tous les référentiels galiléen sont donc bien sur inertiels. Est ce que vous(mmy ou gilles ou qq d'autres) pouvez apporter un commentaire par rapport à ce qui a été dit(notamment avec la nuance impesanteur et apesanteur)
    Merci

  18. #14
    stein_junior

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par wikipédia

    L'impesanteur, dans le domaine de l'astronautique, est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces gravitationnelles et inertielles auxquelles il est soumis possède une résultante et un moment résultant nuls. L'impesanteur (ou : apesanteur) est donc le phénomène ressenti en l'absence de pesanteur.

    L'impesanteur n'est pas forcément due à une plus grande distance de la Terre : l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100 km par exemple n'est que de 3% moindre qu'à la surface de la Terre.

    En réalité, l'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité, ce qui recouvre aussi le cas où la gravité est nulle.

    D'ordinaire ce que nous ressentons comme le poids n'est pas la force exercée par la Terre (ou tout autre astre) sur nous-même, mais la réaction du sol (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des spationautes). Cela est dû à ce que les spationautes et leur habitacle sont très près les uns des autres et tombent tous avec la même accélération, i.e. c'est un référentiel d'inertie.

    Le terme apesanteur était le terme français pour désigner cet état d'absence (a-) de pesanteur ; cependant les confusions orales fréquentes entre “l'apesanteur” et “la pesanteur” ont conduit à utiliser le terme impesanteur en lieu et place. Le terme microgravité est également utilisé pour désigner l'état où la résultante et le moment résultant est faible sans être nul, ce qui est le cas général dans un satellite en orbite.

    La notion d'impesanteur est employée dans les techniques de micropesanteur, et de tour d'impesanteur.
    voilà, c'était juste pour confirmer et résumer ce qui a été dit.
    stein_jr

  19. #15
    theo2059

    Re : chute libre et impesanteur

    Merci Stein Junior
    une précision:

    Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des spationautes)
    J'ai toujours pensé que orbite libre et chute libre c'était pareil est ce ça?Par exemple les spationautes ds l'ISS sont en chute libre autour de la Terre.Je me trompe?Et comme tout est en chute libre il ne ressent donc pas le support ou le sol et donc leur poids.

  20. #16
    invité576543
    Invité

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par theo2059
    J'ai toujours pensé que orbite libre et chute libre c'était pareil est ce ça?Par exemple les spationautes ds l'ISS sont en chute libre autour de la Terre.
    C'est correct. La Terre elle-même est en chute libre! Mais nul besoin de parachute

    Cordialement,

  21. #17
    Pio2001

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par gillesh38
    personne ne peut exhiber un "vrai" ref galileen à l'echelle de l'Univers. La RG supprime ce concept et parle de référentiel "quelconque"
    Mais il ne peut pas être quelconque... il ne faut pas qu'il soit en rotation
    Sinon, les galaxies qui seraient à l'autre bout de l'univers parcoureraient des milliards d'années-lumière à chaque tour. Elles iraient plus vite que la lumière.

  22. #18
    invité576543
    Invité

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par Pio2001
    Mais il ne peut pas être quelconque... il ne faut pas qu'il soit en rotation
    Sinon, les galaxies qui seraient à l'autre bout de l'univers parcoureraient des milliards d'années-lumière à chaque tour. Elles iraient plus vite que la lumière.
    Attention! En RR (et en RG encore plus) il y a des tas de choses qui vont plus vite que la lumière dans certains référentiels, si on mesure la vitesse comme un rapport entre une longueur de parcours et la durée du parcours.

    La limite porte sur la vitesse instantanée, une mesure locale.

    C'est une évidence dans le cas de deux photons partant avec des vitesses opposées: mesuré dans le référentiel de l'observateur, la distance entre les deux évolue bien à 2 c.

    En RG on peut très bien prendre un référentiel quelconque en rotation. Les termes correctifs seront là qui garantiront les limites.

    Cordialement,
    Dernière modification par invité576543 ; 12/04/2006 à 20h04.

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  24. #19
    rapporteur

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par gillesh38
    oui c'est cela. Son accélération est donc exactement celle de la pesanteur. La différence entre la RG et la méca classique, c'est d'abord que la RG inclut la relativité restreinte, et ensuite qu'elle laisse tomber le postulat de l'existence d'un référentiel galiléen universel, remplacé par le principe d'équivalence : un référentiel en chute libre est localement galiléen.

    Ca implique alors une géométrie non euclidienne, car le principe d'équivalence s'applique à tout, y compris aux rayons lumineux. La gravitation provoque donc nécessairement une courbure des rayons, et notre géométrie est fixée par les trajectoires des rayons lumineux.
    Bonjour
    A la vue de la question je pensais naivement que la réponse était simple. L'état d'impresanteur est celui d'un corps ayant une accélération égale à celle de la pesanteur. Typiquement on parle de cet état lorsque l'objet en question est enfermé dans un référentiel matériel qui a la même accélération.
    Je pensai que la mécanique classique pouvait suffire à définir ce concept et qu'il n'était pas nécessaire de parler de RG (pourquoi prendre un avion pour traverser la rue) dès lors qu'on parle d'impesanteur en général pour des satellites ou des objets qui ont des vitesses qui sont bien inférieures à c
    A bientot
    J'en apprends de bonnes tous les jours

  25. #20
    invité576543
    Invité

    Re : chute libre et impesanteur

    Citation Envoyé par rapporteur
    Je pensai que la mécanique classique pouvait suffire à définir ce concept et qu'il n'était pas nécessaire de parler de RG (pourquoi prendre un avion pour traverser la rue) dès lors qu'on parle d'impesanteur en général pour des satellites ou des objets qui ont des vitesses qui sont bien inférieures à c
    A bientot
    Bonsoir,

    C'est vrai qu'invoquer la RG paraît exagéré. Mais ce ne sont pas les formules de la RG qui nous intéressent ici, mais certains de ces principes. Et cela n'a rien à voir avec la vitesse limite c.

    La mécanique classique s'est développée avec un biais bien particulier, qui rend certaines choses compliquées alors qu'elles sont plus simple en RG. Seulement, cela demande un changement de point de vue qui va contre notre "culture", notre formation initiale, qu'elle soit par l'enseignement ou par la vie courante.

    Il est assez clair pour moi que des humains qui vivraient toute leur jeunesse en apesanteur trouveraient notre point de vue "classique" surprenant, et la RG plus intuitive.

    Précisons. Pour nous le référentiel naturel est celui de la Terre. La notion de pesanteur, de haut et de bas, est profondément ancrée dans notre manière de penser. Le constat qu'une pierre lancée en l'air suit une parabole amène à modéliser une force, la pesanteur, qui a tout plein de propriétés bizarres. Par exemple, on va parler de la force de réaction d'un support sur lequel est posé un objet. Mais cette force de réaction, c'est celle que l'on mesure. On ne mesure jamais le poids, seulement la "réaction" au poids.

    Maintenant, il existe un référentiel tel que tout objet sur lequel aucune force ne s'exerce (qui soient des forces de contact ou électriques) se déplace en ligne droite à vitesse constante. La logique demande à ce que ce soit un référentiel privilégié pour les lois de la physique. Plus de pesanteur, plus de "réaction" à une force supposée, plus de problème à expliquer que les objets "tombent" à la même vitesse (aucun ne tombe, 0=0, la belle affaire!), la lumière va strictement en ligne droit, elle ne change pas d'énergie dans certaines directions, ...

    Oui mais. Mais notre référentiel usuel, la Terre n'est pas dans cette catégorie. Si on était élevé en apesanteur, ce serait le cas, et ce serait naturel, et très simple, de prendre comme repère celui où ce qui n'interagit pas va en ligne droite!

    La partie compliquée de la RG n'est pas locale. Localement, le choix du repère en chute libre simplifie tout, et devrait être naturel. C'est quand on cherche à voir ce qui se passe plus globalement que se produit un choc entre notre propension à penser en euclidien et la vision locale très simple de la RG. On ne peut pas "rattacher" tous les bouts locaux approximativement euclidiens en quelque chose qui soit euclidien à longue distance, d'où le recours nécessaire à une géométrie plus complexe que l'euclidienne.

    Mais cela ne contredit en rien le fait que localement, le repère euclidien en chute libre est le plus simple pour décrire les lois de la physique et devrait être le repère naturel.

    Cordialement,

  26. #21
    rapporteur

    Re : chute libre et impesanteur

    MMY
    Merci de ta réponse. Je constate que tu es très passionné par beaucoup de sujets et que tu ne te départis jamais d'une vue globale des phénomènes et que tu les insère dans une réflexion générale.
    Je ne peux pourtant pas m'empécher de penser que quelquefois le mieux est l'ennemi du bien.
    Toutefois je rends hommage à ton savoir et ta disponibilité; en outre je trouve ta signature très intelligente.
    A bientot
    J'en apprends de bonnes tous les jours

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