D'où vient la force ?

[Chmiman]

Bonjour , on ne parlera pas de Star Wars, dommage car un sujet plus passionnant et complexe vous attend !

D'où viennent les forces , que ce soit l'attraction gravitationnelle , ou la force de mon bras pour lancer un objet , comment cela se'met en place , comment les molécules de mon corps s'arrangent pour faire bouger un muscle et faire lancer un objet ? Biensur c'est des questions métaphysiques , car j'observe bien que tout ce qui est , est . Mais d'où vient la force , et ce qui est fou c'est qu'elle se transmet sans transporteur ! Si je lance une balle , la balle prend la force de ma main mais comment ? Remarque c'est un peu comme l'énergie , on dis ce que c'est et comment elle agit mais quesque c'est vraiment au fond ?

Je suis vraiment passionné et inquiet vis à vis de ces questions , mais Y à t il un scientifique qui se soit posé deux minutes pour se demander comment tout cela ca se passe ?
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[Dynamix]

Salut

D' ou vient la force est en effet une question métaphasique .
On ne sait pas vraiment ce qu' est une force , mais on connait ses effets .
Pour la science c' est suffisant .

Si je lance une balle , la balle prend la force de ma main

Absolument faux .
Sitôt que la balle quitte ta main , il n' y a plus d' interaction entre ta main et la balle .
Ta main a communiqué à la balle une quantité de mouvement . Ce ça que la balle conserve .

[phys4]

D'où viennent les forces , que ce soit l'attraction gravitationnelle , ou la force de mon bras pour lancer un objet , comment cela se'met en place , comment les molécules de mon corps s'arrangent pour faire bouger un muscle et faire lancer un objet ? Mais d'où vient la force , et ce qui est fou c'est qu'elle se transmet sans transporteur ! Si je lance une balle , la balle prend la force de ma main mais comment ?

Nous pouvons y passer pus de deux minutes, la notion de force a pour origine la force musculaire : cette dernière est produite par une réaction chimique qui a lieu à l'intérieur de sfibres. La réaction produit un raccourcissement des fibres et une traction sur les tendons. Ensuite des effets de levier transmettent cette force à l'extérieur du corps.

Pour le lancement d'un objet il faut faire intervenir l'impulsion : la quantité produit masse*vitesse se conserve, c'est l'inertie qui donc se transmet avec l'objet. Les rayonnements et les ondes ont aussi une impulsion.
A cause de la relation F = m* dv/dt, nous voyons que le force est une variation d'impulsion.
La force a toujours un transporteur, mais il est parfois un peu caché, la force du vent n'est pas apparente à première vue, mais c'est de l'impulsion acquise par l'air.

La gravitation est sans doute le cas le plus compliqué : c'est l'espace et le temps qui transmettent cet effet. Pas évident à expliquer pour une première approche.

[Deedee81]

Salut,

Pour le "comment ça passe de la main à la balle", c'est une question d'interaction entre les molécules de la balle et celles de la main.
Ces interactions sont essentiellement d'origine électromagnétique à la base, ce sont les interactions qui lient les électrons à l'atome, les atomes entre-eux.
Et les molécules peuvent adhérer mais aussi résister à toute interpénétration. Donc quand la main pousse, la balle suit.

Mais c'est vrai que c'est compliqué. Tout dépend du niveau de détail jusqu'où on veut aller. Mais ça implique presque toute la physique. De quoi remplir une bibliothèque.
(déjà, suffit de voir les réponses : trois réponses vues sous des angles différents => trois contenus totalement différents).

Reste que ça peut-être intéressant, mais il faut peut-être (si on veut continuer) essayer de cibler un peu les questions.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

En physique classique, une force exercée par un corps sur un autre, ce n'est qu'un transfert de quantité de mouvement d'un corps vers l'autre, rien de plus, rien de moins.

Il n'existe en fait que 4 forces fondamentales : la force de gravitation, la force électromagnétique et les deux forces nucléaires. Toute la physiquene relève que de cela, et en particulier surtout des 2 premières pour la vie de tous les jours.
Toutes les autres forces qu'on voit en mécanique (réaction du support, frottements, tension d'une corde, etc...) résultent toutes pour l'essentiel d'interactions électromagnétiques complexes entre les constituants élémentaires des objets concernés. On peut plus ou moins facilement expliquer ces forces là en terme de forces électriques et/ou magnétiques s'exerçant entre de nombreuses molécules, atomes ou électrons et noyaux.

En revanche les forces fondamentales elles-mêmes sont beaucoup plus compliquées à expliquer.
Pour la première, la version Newtonnienne est extrêmement frustrante (Newton lui-même s'en plaignait) : les corps massifs s'attirent entre eux, suivant la loi énoncée par Newton, instantanément et à distance et puis c'est comme ça (c'est limite de la magie...), il n'y a rien à expliquer aucun mécanisme. Heureusement les choses ont progressé avec Einstein qui a donné une explication beaucoup plus profonde à la gravitation, en terme de courbure de l'espace-temps. Pour lui, la gravitation n'est d'ailleurs plus une force, ou en tout cas, possède le même statut que la force centrifuge ou la force de Coriolis : c'est une force "fictive". Reste toujours des questions sans réponses : pourquoi la courbure de l'espace-temps est liée à la répartition de la masse? et pourquoi d'une certaine façon et pas d'une autre?
Pour la deuxième, la version classique était également assez frustrante : le comportement des particules chargées, le champ électrique et le champ magnétique sont liés entre-eux par les équations de Maxwell + la loi de Lorentz, qui impliquent les différentes lois (Coulomb, Laplace, Biot et Savart, Ampère, etc) et circulez il n'y a rien d'autre à voir. Aujourd'hui c'est la théorie quantique des champs, en particulier l'électrodynamique quantique qui explique tout cela, mais c'est passablement compliqué et la notion de force passe totalement au second plan. En gros il n'y a plus que des champs et les particules sont des excitations des champs. Il y a des champs qui sont couplés avec le champ électromagnétique (dont les excitations sont les photons), ceux correspondant aux particules élémentaires chargées électriquement, et d'autres non, ceux correspondant aux particules élémentaires neutres. La théorie décrit comment les champs interagissent. C'est la théorie la plus précise de tous les temps, elle prédit correctement certaines valeurs à plus de 10 chiffres après la virgule.
Les forces nucléaires n'ont pas de description classique, c'est aussi de la théorie quantique des champs (théorie électrofaible, chromodynamique quantique), très compliqué aussi.

m@ch3

[Deedee81]

en particulier l'électrodynamique quantique qui explique tout cela

Et "au-delà", les théories de jauge offrent un point de vue exceptionnel (selon moi).
Même la version abélienne pour l'électrodynamique.
Je trouve que ça offre une compréhension assez vertigineuse de l'origine des interactions.
En gros (et en simplifiant "un peu") il ne reste plus à comprendre que le pourquoi de certaines symétries internes ( U(1) pour ne pas la nommer, pour le champ EM).
Pourquoi ces symétries là et pas d'autres.
Peut-être que lorsque les difficultés d'unification (de l'interaction forte et de la gravité) seront résolus comprendra-t-on mieux cela.
Pour nos petits-enfants

[coussin]

[...]
Je suis vraiment passionné et inquiet vis à vis de ces questions
[...]

Oula, faut pas vous inquiéter pour ça... Ça n'en vaut pas la peine.

[Chmiman]

Merci beaucoup de vos réponses qui sont vraiment bien étayées ! Je suis inquiet vis à vis de tout ça parceque j'ai toujours une petite voix qui me dit : " et pourquoi ce principe physique fait comme ça ?" Ou des fois je me fais d'autres interprétations possibles de ce que pourrait être la physique , et vous le voyez bien d'ailleurs , je pose souvent des questions sur des thèmes très différents concernant l'explication du commment fonctionne le monde !

Ce qui n'est pas évident c'est relier les interactions qui régissent à petite échelle avec d'autres principes tels que la conservation de l'énergie par exemple ! Je suis constamment en train de me demander précisément comment ça marche tout cela !

D'ailleurs , quand vous dites que les muscles transmettent la force par effet de levier , comment ça marche car je comprends mal l'appplication du levier au muscle en lui meme ?

Une bonne soirée à vous , tout de façon je suis conscient que je ne pourrais jamais avoir la réponse la plus précise et juste à mes questions , car on ne sait jamais tout !

[phys4]

D'ailleurs , quand vous dites que les muscles transmettent la force par effet de levier , comment ça marche car je comprends mal l'appplication du levier au muscle en lui meme ?

Les muscles ne peuvent produire que des forces de traction qui s'exercent sur les os.
L'ensemble des articulations et des os peuvent transformer ces forces en poussée et divers mouvements. C'est ce que je pensais évident.
Il y a dans chaque mécanisme élémentaire conservation d'énergie, et l'ensemble de toutes les actions se fait donc avec conservation d'énergie totale.
Au revoir.

[Chmiman]

Je rescussite ce sujet , car ma question concerne plus ce fil qu'un autre que j'aurais pu créer .

Quand au début vous parliez de transmission de la force , j'aimerais bien savoir comment vous interprétez l'électromagnétisme entre les molécules de la main et de la balle . Car au niveau macroscopique je vois une main et une balle , et une balle qui " prend la quantité de mouvement de la main grâce à celle ci " . La question que je me pose , c'est premièrement comment elle la transmet , et pourquoi , mais ce n'est pas un pourquoi comme les autres puisque je voulais en venir à une questions plus globale au sujet d'un axiome ( en fait je voulais vous demander si c'en était un ) . Le fait qu'un objet quelconque transmette ( peut être mal dit mais l'idée est là ) une quantité de mouvement grâce à une force est il un axiome ? Le fait que les corps bougent grâce aux forces c'est un axiome ou des explications poussées existent ?

[phys4]

La transmission de forces par contact direct est la clé du fonctionnement de toutes les machines simples. Elles ne font que copier ce que savent faire les êtres vivants.
Le contact permet à un objet d'exercer une force F sur un autre objet dont la réaction vaudra -F sur le premier.
L'une des conséquences est la transmission d'une impulsion = F*t produit de la force par le temps d'application.

[coussin]

Je rescussite ce sujet , car ma question concerne plus ce fil qu'un autre que j'aurais pu créer .

Quand au début vous parliez de transmission de la force , j'aimerais bien savoir comment vous interprétez l'électromagnétisme entre les molécules de la main et de la balle . Car au niveau macroscopique je vois une main et une balle , et une balle qui " prend la quantité de mouvement de la main grâce à celle ci " . La question que je me pose , c'est premièrement comment elle la transmet , et pourquoi , mais ce n'est pas un pourquoi comme les autres puisque je voulais en venir à une questions plus globale au sujet d'un axiome ( en fait je voulais vous demander si c'en était un ) . Le fait qu'un objet quelconque transmette ( peut être mal dit mais l'idée est là ) une quantité de mouvement grâce à une force est il un axiome ? Le fait que les corps bougent grâce aux forces c'est un axiome ou des explications poussées existent ?

Vous vous posez des questions philosophiques sur des trucs qui sont simplement du bon sens. Détendez-vous un peu...
J'aimerais pas être vos profs

[Chmiman]

J'aimerais bien me détendre mais j'ai des questions

Je ne suis pas trop d'accord avec le bon sens comme vous dites , imaginez si notre corps poussait sur un verre ou un objet plus grossièrement , et que cet objet ne bouge pas , c'est du bon sens car on le voit depuis notre enfance que la force existe , n'est ce pas ? Moi je me dirigeais plus vers la réflexion du " comment prouver que la force se transmet dans tous cas du monde possible , en gros la démonstration générale qui synthétise l'effet d'un corps sur un autre, et je vous demandais si il existait des ouvrages qui traitent de la philosophie de la physique !

[mach3]

Quand au début vous parliez de transmission de la force , j'aimerais bien savoir comment vous interprétez l'électromagnétisme entre les molécules de la main et de la balle . Car au niveau macroscopique je vois une main et une balle , et une balle qui " prend la quantité de mouvement de la main grâce à celle ci " . La question que je me pose , c'est premièrement comment elle la transmet , et pourquoi , mais ce n'est pas un pourquoi comme les autres puisque je voulais en venir à une questions plus globale au sujet d'un axiome ( en fait je voulais vous demander si c'en était un ) . Le fait qu'un objet quelconque transmette ( peut être mal dit mais l'idée est là ) une quantité de mouvement grâce à une force est il un axiome ? Le fait que les corps bougent grâce aux forces c'est un axiome ou des explications poussées existent ?

La somme des forces sur un objet c'est la dérivée par rapport au temps de sa quantité de mouvement. C'est une définition. Ce qu'un objet gagne/perd en quantité de mouvement, d'autres objets doivent le perdre/gagner (conservation de la quantité de mouvement ou 3e loi de Newton), on a donc un flux, un transfert de quantité de mouvement entre les objets en interaction. Et le caractère vectoriel fait que ce transfert de quantité de mouvement peut se décomposer en plusieurs transfert, qui sont autant de forces.

Pour la balle et la main : la main est en mouvement vers la droite par rapport à la balle, la main se rapproche de la balle, les atomes de la main se rapproche de la balle. On a d'abord une force attractive entre les atomes de la main et ceux de la balle, mais elle est extrêmement faible tant que la distance est grande (en gros la force varie en 1/r⁵). Quand la distance est de l'ordre de l'Angstrom, l'attraction devient plus significative, on a donc pendant un petit moment, une petite accélération des atomes de la main vers ceux de la balle et vice-versa. Si la vitesse relative de la main par rapport à la balle est dans les ordres de grandeurs de la vie courante, on peut totalement négliger cette phase attractive, qui va vraiment être très très courte. La distance entre certains atomes de la main et certains atomes de la balle devient vraiment petite maintenant, une force répulsive (en gros en 1/r¹¹) très intense se manifeste, les atomes concernés de la balle commencent à accélérer vers la droite alors que les atomes concernés de la main sont accélérés vers la gauche. Ils vont pousser leurs voisins respectifs suivant le même principe, mais avec du retard : la main et la balle se déforment le long de leur surface de "contact" avant que leur mouvement global ne soit vraiment affecté. L'onde de déformation va progresser dans la main et la balle, et atteindre leurs extrémités opposées. La balle sera alors mise globalement en mouvement, idem pour la main, mais dont le mouvement (dans le référentiel implicite considéré) ralenti (à moins que le propriétaire de la main n'augmente le régime de contraction de ses muscles) : du point de vue global, de la quantité de mouvement vers la droite est en train de passer de la main à la balle. Autrement dit, il y a une force vers la droite sur la balle et une force vers la gauche sur la main. Microscopiquement, il y a un flux de quantité de mouvement vers la droite qui se diffuse d'atomes en atomes dans la balle, en fait à chaque fois qu'un atome (mis en mouvement vers la droite par un précédent) s'approche d'un voisin à droite, l'interaction électromagnétique fait qu'il y a transfert de la quantité de mouvement vers la droite de cet atome vers son voisin, il en perd, alors que son voisin en gagne et donc par définition il y a une force vers la gauche pour l'atome et vers la droite pour son voisin : il ralenti et son voisin accélère.

m@ch3

[Chmiman]

La somme des forces sur un objet n'est donc pas une observation ? Je comprends pas l'histoire de dérivée , mais si la dérivée du temps est l'accélération je comprends , mais pouvez vous m'expliquer comment ils ont su que c'était bien la dérivée du temps !

[ansset]

La somme des forces sur un objet n'est donc pas une observation ? Je comprends pas l'histoire de dérivée , mais si la dérivée du temps est l'accélération je comprends , mais pouvez vous m'expliquer comment ils ont su que c'était bien la dérivée du temps !

non !

La somme des forces sur un objet c'est la dérivée par rapport au temps de sa quantité de mouvement.

la dérivée de la quantité de mouvement / temps. ( pas la même chose ).
et dans la quantité de mouvement , la masse intervient.
en dérivant bêtement dans un cas d'école simple et linéaire type Lycée, on retrouve F=ma !

[Dynamix]

Visiblement tu as des problèmes avec les dérivées .
Pas facile dans ce cas de t' expliquer des notions de mécaniques qui les utilisent .

Il y a beaucoup de chose que l' on apprend avant que tu sois capable d' en comprendre la démonstration .
Si des personnes compétente te disent que c' est démontré , il faut les croire .
Si tu continue à étudier , quand tu auras le niveau , tu comprendras .

[Chmiman]

Mais la dérivée de la quantité de mouvement n'intervient pas uniquement lorsque l'on a une somme de forces ? Si j'ai une seule force la derivee de la quantité de mvt intervient aussi ?

Donc pour comprendre comment ils ( physiciens ) sont sûrs que cela marche dans tous les cas , j'ai besoin d'étudier en supérieur ?

[mach3]

La somme des forces sur un objet n'est donc pas une observation ? Je comprends pas l'histoire de dérivée , mais si la dérivée du temps est l'accélération je comprends , mais pouvez vous m'expliquer comment ils ont su que c'était bien la dérivée du temps !

On modélise "simplement" par des forces les échanges de quantité de mouvement entre corps. On définit qu'un gain de 1kg.m/s de quantité de mouvement dans une direction en une seconde est une force 1N dans cette direction.

La quantité de mouvement se conserve, ça c'est une observation.

m@ch3

[mach3]

La somme des forces sur un objet c'est la dérivée par rapport au temps de sa quantité de mouvement.

la dérivée de la quantité de mouvement / temps. ( pas la même chose ).

gnéé???

m@ch3

[Dynamix]

La dérivée de la quantité de mouvement d' un système est égale à la résultante des forces extérieures appliquées au système .
La résultante d' un ensemble de force , c' est la somme vectorielle des forces qui compose cet ensemble .
Que cet ensemble soit composé d' une seule force , ou d' une infinité , ou même de zéro force , ça ne change rien .

(En réalité une seule force ça n' existe pas , il y en a toujours une infinité)

[ansset]

Mais la dérivée de la quantité de mouvement n'intervient pas uniquement lorsque l'on a une somme de forces ? Si j'ai une seule force la derivee de la quantité de mvt intervient aussi ?
Donc pour comprendre comment ils ( physiciens ) sont sûrs que cela marche dans tous les cas , j'ai besoin d'étudier en supérieur ?

il n'y a pas de t dans la quantité de mouvement.
( prière de réviser un peu si tu as besoin d'étudier en supérieur )
bien sur que cela reste la même chose avec une seule force.
enfin l'équation propre est vectorielle , pour les forces , vitesses , acc ..

edit : croisement, désolé.

[PhilTheGap]

Bonjour Chmiman

Je crois que tu peux demander à Dark Vador mais j'ai pas son 06.

[ansset]

Edit

il n'y a pas de t dans la quantité de mouvement.
.

confusion mvt était pour toi l'abréviation littérale de quantité de mouvement.
celle ci étant ( en formulation simple ) mv ( en vecteur et s'appliquant au centre de masse ) , ma remarque était inutile.

[f6bes]

comment vous interprétez l'électromagnétisme entre les molécules de la main et de la balle

Bjr à toi,
Heu , sais tu AU MOINS ce qu'est ...l'électromagnétisme !!!
Va falloir calmer les neurones agités !
Cool coll l'ami.
Bonne soirée