Confusion entre les accélérations

[invite475628f8]

Salut à tous,

J ai une question qui me prend la tête depuis longtemps. Elle a rapport à l accélération. On dit souvent qu on "ne ressent pas" la vitesse, par exemple si on est dans un train toutes fenêtres fermées qui roule à 10km/h ou un autre qui roule à 100km/h, on ne sentira pas de différences. Je suis d accord!
Par contre, et je pense qu il y a là une erreur qqch part, pour m illustrer une accélération, on me dira qu une accélération "se ressent". Si on reprend l exemple du train avec les fenêtres fermées et qu il ne change pas de vitesse (accélération nulle), je ne ressent rien, par contre s il accélère fortement, je vais ressentir que je suis écrasé dans le siège (si je suis dans le sens de la marche). En général, on me fait ensuite un parallèle avec quelques un qui chuterait dans un champ gravitationnel.

Mais il y a un problème, imaginons que qqn soit dans l espace et qu une planète se matérialise soudainement au alentours. Il serait accéléré vers celle ci. Mais il "ne ressentirai pas" cette accélération, en effet chaque atome de son corps subissant la même accélération, il n y a pas de raison que son corps sente une quelconque variation sensorielle comme une compression.

Quelle est l erreur dans la comparaison entre une accélération dans une véhicule et dans un champ gravitationnel?

Merci
-----

[Deedee81]

Salut,

Quelle est l erreur dans la comparaison entre une accélération dans une véhicule et dans un champ gravitationnel?

La gravité est un peu une exception à cause du principe d'équivalence : https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...3%A9quivalence

De fait, en relativité générale, la gravité n'est pas une force et les référentiels inertiels (ceux où on ne ressent pas d'accélération) sont ceux en chute libre.
Et en effet, lorsque tu es immobile sur le sol, tu ressens bien l'accélération : c'est ton poids.

[invite475628f8]

Salut,



La gravité est un peu une exception à cause du principe d'équivalence : https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...3%A9quivalence

De fait, en relativité générale, la gravité n'est pas une force et les référentiels inertiels (ceux où on ne ressent pas d'accélération) sont ceux en chute libre.
Et en effet, lorsque tu es immobile sur le sol, tu ressens bien l'accélération : c'est ton poids.

Je précise un peu ma question. Dans le cas de l'accélération dans un train, il y a une compression du corps, le siège pousse notre corps qui va légèrement se déformer (s'amincir) entre le dos et le ventre. Ce n'est pas le cas dans dans une chute libre, il n'y a pas de compression. En fait, ce qu'on ressent dans le train, ce n'est pas vraiment l'accélération mais plutôt la force de compression causée par l'inertie du corps, non?

J'ai consulté ton lien mais je n'y ai pas trouvé/compris une réponse.

[invitef29758b5]

Salut

on me dira qu une accélération "se ressent".

Ce qui est faux .
Ce que tu ressent c' est une force .
Dans le cas du train c' est une force de contact qui produit des pressions localement .
La gravité produit une force à distance qui se répartit uniformément .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite475628f8]

Salut


Ce qui est faux .
Ce que tu ressent c' est une force .
Dans le cas du train c' est une force de contact qui produit des pressions localement .
La gravité produit une force à distance qui se répartit uniformément .

Oui, tout à fait, pardonne moi l'abus de langage. Ce que je voulais dire c'est qu'on ressent une force dans le cas du train mais on ne ressent pas de force dans une chute libre.
Ta réponse commence à répondre à ma question. Je rebondit dessus, une force ne se "ressent" pas toujours alors? Si la force agit partout de la même manière sur notre corps, il ne sera pas déformé et les récepteurs sensoriels n'y verront que du feu (chute), si la force agit localement, elle va causer une pression sur les zones qui ne subissent pas la force (train). En fait, la seule chose qu'on ressent c'est des déformations, pas vraiment des forces?

[antek]

Dans le cas de l'accélération dans un train, il y a une compression du corps, le siège pousse notre corps qui va légèrement se déformer (s'amincir) entre le dos et le ventre.
En fait, ce qu'on ressent dans le train, ce n'est pas vraiment l'accélération mais plutôt la force de compression causée par l'inertie du corps, non?

Dans l'ordre :
Les organes internes libres se déplacent.
Le fauteuil exerce une force de réaction contre la force dûe à l'accélération.
L'enveloppe du corps se déforme.
C'est toujours une force que l'on perçoit, dûe à l'accélération.

[Deedee81]

EDIT croisement avec antek,

Oui, tout à fait, pardonne moi l'abus de langage. Ce que je voulais dire c'est qu'on ressent une force dans le cas du train mais on ne ressent pas de force dans une chute libre.
Ta réponse commence à répondre à ma question. Je rebondit dessus, une force ne se "ressent" pas toujours alors? Si la force agit partout de la même manière sur notre corps, il ne sera pas déformé et les récepteurs sensoriels n'y verront que du feu (chute), si la force agit localement, elle va causer une pression sur les zones qui ne subissent pas la force (train). En fait, la seule chose qu'on ressent c'est des déformations, pas vraiment des forces?

Il faut bien comprendre que "accéléré" c'est toujours par rapport à une référence donnée.

Je reprend : en relativité générale, la gravité n'est pas une force. Par conséquent, en chute libre, tu es en mouvement inertiel, sans subir aucune force (et donc sans les ressentir, forcément ). Par contre, lorsque tu es debout sur le sol, tu ressens la force de réaction du sol qui correspond à ton poids.

En gravité newtonienne, c'est plus délicat à expliquer : là, la gravité est une force. Mais celle-ci s'applique de manière parfaitement identique à toutes les parties de ton corps et donc en chute libre tu ne ressens rien. Tandis qu'au sol, rebelote, tu as la réaction du sol. Et dans le train, ce que tu ressens est la force appliquée sur ton dos et pas sur toutes les parties de ton corps.

Et tu as raison, d'un point de vue sensoriel, ce qu'on ressent, ce sont des déformations. Par exemple, la compression des capteurs tactiles de pression à la surface de la peau qui alors déchargent des impulsions dans leurs neurones et envoient ça au cerveau.

[invite475628f8]

Yes. Mais dans le cas de la chute libre, il y a bien une force mais qu'on ne ressent pas, non?

[inviteb8092abb]

Bonjour,

La force ressentit par une accélération constante est constante et se répartit sur le corps en contact avec le siège, dans le cas du train.
Pour la chute libre, on ressent l'accélération avec le frottement de l'air et le déplacement des organes dans le corps.

[antek]

Si la force agit partout de la même manière sur notre corps, il ne sera pas déformé et les récepteurs sensoriels n'y verront que du feu (chute), si la force agit localement, elle va causer une pression sur les zones qui ne subissent pas la force (train). En fait, la seule chose qu'on ressent c'est des déformations, pas vraiment des forces?

Dans le cas d'un pilote qui subit quelques g, les forces sont bien réparties mais les organes se déplacent les uns par rapport au autres.
Qand c'est le sang (par exemple), les effets sont bien ressentis.
Les déformations sont dûes à des forces, ce sont bien elles qui sont ressenties (on trouve des capteurs de force dans le corps).

[invite475628f8]

EDIT croisement avec antek,



Il faut bien comprendre que "accéléré" c'est toujours par rapport à une référence donnée.

Je reprend : en relativité générale, la gravité n'est pas une force. Par conséquent, en chute libre, tu es en mouvement inertiel, sans subir aucune force (et donc sans les ressentir, forcément ). Par contre, lorsque tu es debout sur le sol, tu ressens la force de réaction du sol qui correspond à ton poids.

En gravité newtonienne, c'est plus délicat à expliquer : là, la gravité est une force. Mais celle-ci s'applique de manière parfaitement identique à toutes les parties de ton corps et donc en chute libre tu ne ressens rien. Tandis qu'au sol, rebelote, tu as la réaction du sol. Et dans le train, ce que tu ressens est la force appliquée sur ton dos et pas sur toutes les parties de ton corps.

Et tu as raison, d'un point de vue sensoriel, ce qu'on ressent, ce sont des déformations. Par exemple, la compression des capteurs tactiles de pression à la surface de la peau qui alors déchargent des impulsions dans leurs neurones et envoient ça au cerveau.

Ok, je commence un peu à cerner le problème. Il y a une subtilité qu'il faut que j'éclaircisse concernant la gravité et la relativité générale. Ma question était donc plutôt formulée en mode newtonien, en considérant la gravité comme une force. Mais dans les deux cas, cela ne change pas le fond de la question d'un point de vue sensoriel

Après vos différentes réponses, je pense pouvoir conclure que la différence entre la chute et le train c'est que la force d'accélération n'est pas répartie de la même manière?

[invite475628f8]

CDx01, dans le cas de la chute libre, je parlais d'une chute dans le vide.

[antek]

Yes. Mais dans le cas de la chute libre, il y a bien une force mais qu'on ne ressent pas, non?

Concernant la chute libre en partant d'une position debout :
- au repos le sang est attiré vers le bas (liquide dans une enveloppe souple)
- au début de la chute le sang se répartit uniformément dans le corps, donc une partie occupe davantage de volume en haut

Ce qui est bien ressenti.

[inviteb8092abb]

La gravité est un équilibre action/réaction (3ème loi de Newton), pour un objet immobile. Dans le corps, il y a ce même équilibre donc on ne ressent pas de sensations particulières si ce n'est le poids.

[invite475628f8]

Dans le cas d'un pilote qui subit quelques g, les forces sont bien réparties mais les organes se déplacent les uns par rapport au autres.
Qand c'est le sang (par exemple), les effets sont bien ressentis.
Les déformations sont dûes à des forces, ce sont bien elles qui sont ressenties (on trouve des capteurs de force dans le corps).

Pas d'accord, si les organes bougent c'est justement parce qu'il ne subissent pas la même force au même moment, la force n'agit pas partout de la même manière, sinon, ils ne bougeraient pas.

[antek]

Après vos différentes réponses, je pense pouvoir conclure que la différence entre la chute et le train c'est que la force d'accélération n'est pas répartie de la même manière?

Dans un cas la force est répartie uniformément, dans l'autre c'est un fauteuil qui te propulse (coup de pied au cul).

[inviteb8092abb]

Dansd le cas d'une chute libre dans le vide soumis à un champ de gravité, il se passe la même chose qu'une chute libre dans l'atmosphère les frottements de l'air en moins, sauf erreur de ma part.

[Matmat]

Ok, je commence un peu à cerner le problème. Il y a une subtilité qu'il faut que j'éclaircisse concernant la gravité et la relativité générale. Ma question était donc plutôt formulée en mode newtonien, en considérant la gravité comme une force. Mais dans les deux cas, cela ne change pas le fond de la question d'un point de vue sensoriel

Après vos différentes réponses, je pense pouvoir conclure que la différence entre la chute et le train c'est que la force d'accélération n'est pas répartie de la même manière?

Avec le train ou avec la terre c'est exactement pareil , pour ressentir quelque chose il faut un contact , on ne ressent pas notre poids, on ressent des force de sens opposé au poids (la pression de la surface terrestre sur nos pied par exemple ) et pour le train c'est pareil on ressent des forces uniquement quand nous sommes en contact .

[antek]

Pas d'accord, si les organes bougent c'est justement parce qu'il ne subissent pas la même force au même moment, la force n'agit pas partout de la même manière, sinon, ils ne bougeraient pas.

Alors comme ça :
La force qu'exerce le fauteuil est répartie sur l'arrière du corps.
Tout ce qui peut bouger part vers l'arrière.
Si certains organes ne bougent pas c'est que la force exercée est insuffisante, en insistant un peu on devrait pouvoir envoyer un oeil au fond du crane.

[invite475628f8]

Concernant la chute libre en partant d'une position debout :
- au repos le sang est attiré vers le bas (liquide dans une enveloppe souple)
- au début de la chute le sang se répartit uniformément dans le corps, donc une partie occupe davantage de volume en haut

Ce qui est bien ressenti.

Oui, mais dans ce cas, il y a une force qui n'est pas répartie uniformément sur le corps.
J'essaie de reformuler cet exemple dans le cas d'une chute libre. Imagine que tu chutes librement dans le vide vers une planète, tu ne vas rien ressentir puisque la force qui t'accélère agit partout en même temps sur tout les atomes de ton corps, les récepteurs sensoriels ne sont donc pas stimulés. Maintenant imagine que cette planète deviennent soudainement 10x plus massive, tu vas donc passer d'un seul coup à une accélération plus rapide, mais tu ne va rien ressentir non plus, car tous les atomes de ton corps vont changer d'accélération en même temps, les récepteurs sensoriels ne sont pas non plus stimulés.

[antek]

Dansd le cas d'une chute libre dans le vide soumis à un champ de gravité, il se passe la même chose qu'une chute libre dans l'atmosphère les frottements de l'air en moins, sauf erreur de ma part.

Ce qui change beaucoup de choses, entre autres la déformation du corps.

[inviteb8092abb]

Les forces sont proportionnelles à la masse (F=m*a), mais agissent en même temps.

[Matmat]

Oui, mais dans ce cas, il y a une force qui n'est pas répartie uniformément sur le corps.
J'essaie de reformuler cet exemple dans le cas d'une chute libre. Imagine que tu chutes librement dans le vide vers une planète, tu ne vas rien ressentir puisque la force qui t'accélère agit partout en même temps sur tout les atomes de ton corps, les récepteurs sensoriels ne sont donc pas stimulés. Maintenant imagine que cette planète deviennent soudainement 10x plus massive, tu vas donc passer d'un seul coup à une accélération plus rapide, mais tu ne va rien ressentir non plus, car tous les atomes de ton corps vont changer d'accélération en même temps, les récepteurs sensoriels ne sont pas non plus stimulés.

Non tu ne ressents rien en chute libre . Toutes les forces sont fictives , elles n'existent que pour des référéntiels non inertiel , la planète sur laquelle tu vas t'écraser par exemple, c'est toi qui est inertiel et tu ne subis aucune accélération avant d'entrer en contact avec la planète .

[antek]

Maintenant imagine que cette planète deviennent soudainement 10x plus massive, tu vas donc passer d'un seul coup à une accélération plus rapide, mais tu ne va rien ressentir non plus, car tous les atomes de ton corps vont changer d'accélération en même temps, les récepteurs sensoriels ne sont pas non plus stimulés.

Pourquoi non plus, Il y a bien déplacement des organes quand tu sautes d'un plongeoir.
En changeant de planète tu n'as plus les mêmes conditions de départ.
Et à quoi sert ce raisonnement ?

[Deedee81]

Bigzouille. Vous postez trop vite pour moi.

Puisqu'on progresse, allons-y pour les subtilités

Oui, mais dans ce cas, il y a une force qui n'est pas répartie uniformément sur le corps.
J'essaie de reformuler cet exemple dans le cas d'une chute libre. Imagine que tu chutes librement dans le vide vers une planète, tu ne vas rien ressentir puisque la force qui t'accélère agit partout en même temps sur tout les atomes de ton corps, les récepteurs sensoriels ne sont donc pas stimulés. Maintenant imagine que cette planète deviennent soudainement 10x plus massive, tu vas donc passer d'un seul coup à une accélération plus rapide, mais tu ne va rien ressentir non plus, car tous les atomes de ton corps vont changer d'accélération en même temps, les récepteurs sensoriels ne sont pas non plus stimulés.

Y aura un délai. La partie la plus éloignée subira le changement après la plus proche (la gravité n'est pas instantanée). Mais je doute qu'on puisse le ressentir (environ une nanoseconde de délai).

Par contre, ce qui peut être sensible ce sont les forces de marée. La gravité a une intensité qui varie comme 1/r². Donc la force agissant sur les différentes partie de ton corps sont différentes. Ca dépend de la distance. Pour la Terre l'effet serait trop faible pour être ressenti. Par contre, si tu chutais vers un trou noir, tu serais littéralement écartelé.

[invite475628f8]

Pourquoi non plus, Il y a bien déplacement des organes quand tu sautes d'un plongeoir.
En changeant de planète tu n'as plus les mêmes conditions de départ.
Et à quoi sert ce raisonnement ?

Justement, le but de ce post est de saisir la différence entre une accélération de type train ou de type gravité. Dans le cas du plongeoir, les organes bougent parce qu'il y a eu la force du plongeoir qui s'est transmise au pieds et qui a causé une déformation du corps. Mais après un certain temps de chute, le temps que l'élasticité remette tes organes en place, il ne vont plus bouger du tout pendant la chute "gravitationnelle" (on néglige l'air).

[invite475628f8]

Bigzouille. Vous postez trop vite pour moi.

Puisqu'on progresse, allons-y pour les subtilités



Y aura un délai. La partie la plus éloignée subira le changement après la plus proche (la gravité n'est pas instantanée). Mais je doute qu'on puisse le ressentir (environ une nanoseconde de délai).

Par contre, ce qui peut être sensible ce sont les forces de marée. La gravité a une intensité qui varie comme 1/r². Donc la force agissant sur les différentes partie de ton corps sont différentes. Ca dépend de la distance. Pour la Terre l'effet serait trop faible pour être ressenti. Par contre, si tu chutais vers un trou noir, tu serais littéralement écartelé.

Hahaha, bien entendu, les effets de marées sont négligés dans ces cas là. De tout façon, dans ces conditions, ils seraient tellement faible que les capteurs ne les sentiraient pas.

[mach3]

Le fait est que notre corps est "habitué" au champ de pesanteur d'environ 10m/s², du coup, relativement à cela, on "ressent" quelque chose quand l'accélération (celle mesurée par un accéléromètre) est différente de 10m/s² (et surtout quand elle varie vite, ce qu'on appelle le Jerk en anglais) : en apesanteur (en orbite ou dans un vol 0G), on est mal à l'aise, parfois même malade, une forte accélération est aussi désagréable (voire dangereuse...), une variation brusque de l'accélération (même si elle reste de valeur faible) est inconfortable (freinage brusque, j'entends par là sur une durée très courte, mais pas forcément un freinage fort).
Le ressenti global n'est pas l'idéal pour quantifier l'accélération car son zéro est calibré sur 10m/s² environ.

Toujours est-il qu'on différencie aisément une force qui s'exerce identiquement en tout point de notre corps (on ne la ressent pas, même un accéléromètre resterait muet) qu'une force qui s'exerce différemment en différents point du corps (on ressent des pressions, et un accéléromètre ne s'y tromperait pas).

En chute libre (sans frottement) comme en orbite on est dans le premier cas, que cela soit newtonnien (une force s'exerce mais elle est pareille partout) ou relativiste (il n'y a pas de force).

Posés au sol, ou dans une fusée qui accélère plein pot, on est dans le second cas. Décortiquons :
-dans une fusée qui accélère plein pot, nous ressentons la force que notre siège (ou tout autre point d'appui) exerce sur nous.
-posés au sol, en newtonnien, nous ressentons la réaction du sol mais pas la gravitation (appliquée identiquement à tout le corps), et en relativiste, nous ressentons la réaction du sol qui nous imprime une accélération vers le haut (le sol nous empêche de poursuivre sur notre géodésique de chute libre, on ne peut pas le traverser pour cause de répulsion coulombienne) et il n'y a pas d'autre force.

La seule différence en somme entre newtonnien et RG, c'est qu'on fait disparaitre les forces qui s'exercent pareillement partout, car la seule force présentant cette propriété, c'est la gravité (au moins localement, après il y a les forces de marée, mais c'est une autre histoire).

m@ch3

PS : purée vous postez trop vite...

[antek]

Dans le cas du plongeoir, les organes bougent parce qu'il y a eu la force du plongeoir qui s'est transmise au pieds et qui a causé une déformation du corps. Mais après un certain temps de chute, le temps que l'élasticité remette tes organes en place, il ne vont plus bouger du tout pendant la chute "gravitationnelle" (on néglige l'air).

Pas du tout, je supposais le cas où la planche du plongeoir disparait instantanément.
Le sang se déplace dans tout le corps pour prendre un volume "de repos".
Comme l'eau dans un ballon de beaudruche qu'on lâche.

[invite475628f8]

Le fait est que notre corps est "habitué" au champ de pesanteur d'environ 10m/s², du coup, relativement à cela, on "ressent" quelque chose quand l'accélération (celle mesurée par un accéléromètre) est différente de 10m/s² (et surtout quand elle varie vite, ce qu'on appelle le Jerk en anglais) : en apesanteur (en orbite ou dans un vol 0G), on est mal à l'aise, parfois même malade, une forte accélération est aussi désagréable (voire dangereuse...), une variation brusque de l'accélération (même si elle reste de valeur faible) est inconfortable (freinage brusque, j'entends par là sur une durée très courte, mais pas forcément un freinage fort).
Le ressenti global n'est pas l'idéal pour quantifier l'accélération car son zéro est calibré sur 10m/s² environ.

Toujours est-il qu'on différencie aisément une force qui s'exerce identiquement en tout point de notre corps (on ne la ressent pas, même un accéléromètre resterait muet) qu'une force qui s'exerce différemment en différents point du corps (on ressent des pressions, et un accéléromètre ne s'y tromperait pas).

En chute libre (sans frottement) comme en orbite on est dans le premier cas, que cela soit newtonnien (une force s'exerce mais elle est pareille partout) ou relativiste (il n'y a pas de force).

Posés au sol, ou dans une fusée qui accélère plein pot, on est dans le second cas. Décortiquons :
-dans une fusée qui accélère plein pot, nous ressentons la force que notre siège (ou tout autre point d'appui) exerce sur nous.
-posés au sol, en newtonnien, nous ressentons la réaction du sol mais pas la gravitation (appliquée identiquement à tout le corps), et en relativiste, nous ressentons la réaction du sol qui nous imprime une accélération vers le haut (le sol nous empêche de poursuivre sur notre géodésique de chute libre, on ne peut pas le traverser pour cause de répulsion coulombienne) et il n'y a pas d'autre force.

La seule différence en somme entre newtonnien et RG, c'est qu'on fait disparaitre les forces qui s'exercent pareillement partout, car la seule force présentant cette propriété, c'est la gravité (au moins localement, après il y a les forces de marée, mais c'est une autre histoire).

m@ch3

PS : purée vous postez trop vite...

Merci! C'est super clair

Pas du tout, je supposais le cas où la planche du plongeoir disparait instantanément.
Le sang se déplace dans tout le corps pour prendre un volume "de repos".
Comme l'eau dans un ballon de beaudruche qu'on lâche.

Oui mais c'est pas la force de gravité qui fait ca à mon avis, mais l'élasticité propre du corps qui n'est plus contraint par une force locale.