E=1/2MV² en apesanteur.
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E=1/2MV² en apesanteur.



  1. #1
    evrardo

    E=1/2MV² en apesanteur.


    ------

    Bonjour,
    Comment fonctionne l'équation E=1/2M.V² pour des objets en apesanteur, par exemple en orbite autour de la Terre?
    Puisque il n'y a pas de masse, alors E=0.
    Donc il faudrait la même énergie pour déplacer un satellite de 10 tonnes de masse ou un nanosatellite de 1kg.
    Où est mon erreur?

    Merci pour vos explications.

    -----
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  2. #2
    Calvert

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Salut !

    L'erreur est là:

    Puisque il n'y a pas de masse

  3. #3
    Amanuensis

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Comment fonctionne l'équation E=1/2M.V² pour des objets en apesanteur, par exemple en orbite autour de la Terre?
    On va comprendre "en apesanteur" comme "en chute libre".

    Puisque il n'y a pas de masse, alors E=0.
    D'où vient cette idée qu'un objet en chute libre n'aurait pas de masse?

    -----

    L'énergie cinétique d'un objet, relativement à un référentiel, dépend de sa masse et de sa vitesse (relative au référentiel), et ce indépendamment de la nature de son mouvement (en chute libre ou pas).
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  4. #4
    evrardo

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Oui, mais par exemple dans la Station spatiale, les astronautes peuvent aussi facilement déplacer un objet pesant quelques grammes qu'un objet pesant plusieurs centaines de kg.
    Si l'objet flotte devant eux, ils peuvent le déplacer avec la même impulsion minime.
    Ou alors il faut effectivement une impulsion plus importante pour déplacer un objet plus lourd?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite75014153

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Bonjour,
    Vous confondez masse et poids (ce qui est une erreur naturelle due au langage, en effet on dit "je pèse 100 kg, je voudrais perdre du poids".
    Le poids est en fait une force (en N) qui correspond à la force qu'un objet massique subit dans un champ de gravitation.
    La masse est une propriété intrinsèque du corps qui dépend simplement du nombre de particules qui le constituent.

    A la surface la Terre il se trouve qu'on a une relation linéaire très simple entre masse et poids. On aurait une relation du même type sur la Lune ou sur Vénus ou n'importe quel corps, mais avec une constante de proportionnalité différente. Il est donc usuel, quand le poids est la force principale mise en jeu et qu'elle est intégralement compensée par une réaction, de confondre masse et poids (tout comme on va confondre masse et énergie ou énergie et température en physique thermonucléaire).
    Cela n'est plus valide dans certains cas, par exemple lorsqu'on est en apesanteur. Le poids semble différer, mais comme la relation qu'on connaît entre masse et poids n'existe plus, on n'en déduit pas que la masse change (puisqu'au contraire elle ne change pas).

    Pour faire simple le poids va changer en permanence et il peut être compensé par d'autres forces ou au contraire être seule force à s'appliquer ce qui fait qu'on ne le sent plus ou qu'on le sent différemment. La masse par contre ne change jamais, elle est spécifique de chaque solide et de chaque particule.

    (Toutes les définitions et explications que j'ai données sont rendues fausses par la relativité générale et la physique des particules avec le modèle de Higgs mais je vous conseille d'approfondir les notions classiques avant de vous soucier de cela !)
    Dernière modification par eldor ; 18/09/2016 à 14h01.

  7. #6
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Ou alors il faut effectivement une impulsion plus importante pour déplacer un objet plus lourd?
    si tu entends par "déplacer" : "mettre en mouvement a la même vitesse",
    alors oui, l'énergie nécessaire dépend de la masse de l'objet. ( et du carré de la vitesse )
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  8. #7
    antek

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Ou alors il faut effectivement une impulsion plus importante pour déplacer un objet plus lourd?
    Une force.
    L'inertie d'un objet est dûe à sa masse, qui ne change pas.

  9. #8
    Nicophil

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Ou alors il faut effectivement une impulsion plus importante pour déplacer un objet plus lourd?
    Eh oui, évidemment : une impulsion de 5 N.s change la vitesse de 5 m/s pour un objet d'1 kg mais de seulement 5 cm/s pour un objet de 100 kg.
    Dernière modification par Nicophil ; 18/09/2016 à 14h21.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  10. #9
    Amanuensis

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par eldor Voir le message
    Cela n'est plus valide dans certains cas, par exemple lorsqu'on est en apesanteur.
    Cela reste valide: le poids est nul. Le poids est le produit de masse par l'accélération de la pesanteur. Si celle-ci nulle (apesanteur) le poids est nul.

    (Toutes les définitions et explications que j'ai données sont rendues fausses par la relativité générale et la physique des particules avec le modèle de Higgs
    Pas vraiment. Les explications valables en mécanique classique restent valables dans leur contexte. Elles ne sont plus applicables (plutôt que fausses), ou valides différemment, parce les termes changent souvent de signification suivant le modèle. On peut continuer à définir un poids en RG, par exemple, mais faut faire attention aux définitions et ne pas appliquer dans un modèle une définition valable dans un autre modèle.
    Dernière modification par Amanuensis ; 18/09/2016 à 15h10.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  11. #10
    Amanuensis

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Oui, mais par exemple dans la Station spatiale, les astronautes peuvent aussi facilement déplacer un objet pesant quelques grammes qu'un objet pesant plusieurs centaines de kg.
    Et plus?

    Si un astronaute cherche à déplacer l'ISS en la poussant, que se passe-t-il?

    Où est la limite?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  12. #11
    evrardo

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Eh oui, évidemment : une impulsion de 5 N.s change la vitesse de 5 m/s pour un objet d'1 kg mais de seulement 5 cm/s pour un objet de 100 kg.
    Voila, ça c'est clair. Merci.

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Et plus?
    Si un astronaute cherche à déplacer l'ISS en la poussant, que se passe-t-il?
    Où est la limite?
    Alors si tu compliques, cela va devenir compliqué!
    C'est l'astronaute qui sera écarté de la Station spatiale. Celle ci se déplacera aussi, mais beaucoup moins du fait de sa masse beaucoup plus importante.
    Voyez que j'ai compris!
    Merci.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  13. #12
    invite75014153

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Cela reste valide: le poids est nul. Le poids est le produit de masse par l'accélération de la pesanteur. Si celle-ci nulle (apesanteur) le poids est nul.
    Bonjour,
    La définition est évidemment la même. On peut même s'amuser à dire que la relation linéaire est toujours vraie avec un coefficient de proportionnalité nul. Ce que je signifiais dans mon message c'est simplement qu'on a alors plus le réflexe de confondre masse et poids dans la mesure où une augmentation de masse ne modifie pas le poids ou encore, comme l'aurait dit Einstein, où quand je tombe je ne sens pas mon propre poids.
    En gros c'est comme si vous me disiez que la confusion entre énergie et masse en physique atomique reste vraie même si on étudie le vide en l'absence de toute réaction. C'est pas faux mais c'est pas vraiment ce sur quoi je voulais insister.

  14. #13
    Amanuensis

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    La définition est évidemment la même.
    Même que quoi?

    (Evidemment pas la même que "Le poids est en fait une force (en N) qui correspond à la force qu'un objet massique subit dans un champ de gravitation.", qui est fausse. Le poids en apesanteur est-il nul ou pas?)
    Dernière modification par Amanuensis ; 19/09/2016 à 07h24.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  15. #14
    invite75014153

    Re : E=1/2MV² en apesanteur.

    Du coup ce qui, pour moi, était à l'origine de la confusion légitime entre masse et poids, était le cas suivant :
    Il est donc usuel, quand le poids est la force principale mise en jeu et qu'elle est intégralement compensée par une réaction, de confondre masse et poids
    Par ailleurs je vois deux situations d’apesanteur différentes, celle où on est suffisamment loin de toute masse pour que le champ gravitationnel soit nul (P = mg avec g = 0) qui effectivement rentre dans ce que je cite mais en étant un cas particulier inintéressant, ou alors la situation où le poids n'est pas compensé par la réaction du sol mais par une autre force (typiquement une force d'inertie, et du coup P=mg et F=-mg), et dans ce cas on ne rentre plus dans ce que je citais, et effectivement une personne de 100 kilos aura les mêmes sensations qu'une personne de 50 kilos, la confusion entre masse et poids deviendra illégitime. De même dans le cas d'une personne en chute libre, le poids n'étant pas compensé par une réaction la personne ne sent pas son poids. Vu par elle le rapprochement entre poids et masse n'a plus de sens.
    Je parle ici de ressenti et d'interprétation de l'humain par rapport à ces deux grandeurs, pas vraiment d'équivalence scientifique (même s'il est légitime pour un physicien de dire le poids en terme de masse si on est à la surface de la Terre).
    Dernière modification par eldor ; 19/09/2016 à 09h06.

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