Ascenseur et inertie

[josephinege]

Bonsoir,
j'étudie le chapitre sur l'inertie et je voudrai m'assurer que j'ai bien compris un exercice en rapport avec ce principe.
On nous dit "Une personne désire vérifier le principe d'inertie. Pour ce faire, elle emmène un pèse personne dans un ascenseur à l'arrêt au rez de chaussée. Elle place le pèse personne sur la plateforme de l'ascenseur. Parmi les situations décrites ci dessous, désigner les situations où le principe d'inertie s'applique et expliquez vos réponses

1. En posant les deux pieds sur l'instrument de mesure, le poids indiqué est de 800 N
2. L'expérimentateur actionne la commande de l'ascenseur pour arriver au 4ème étage. A l'instant du démarrage le pèse personne indique 810 N
3. Après une faible durée, l'indication est de nouveau de 800N
4. A l'arrivée à l'étage demandé pendant un court instant , l'indication n'est plus que de 790 N"

A mon sens les situations où le principe s'applique sont les situations 2 et 4. En effet dans la situation 2, l'ascenseur accélère pour arriver au 4ème étage pendant un court instant et pourtant la personne reste immobile dans l'ascenseur : Cela veut dire que la résultante des forces est nulle et le pèse personne indique 810N en réponse à l'accélération de l'ascenseur. (pour moi le principe de l'inertie s'applique ici dans la mesure où si l'objet reste au repos ou en MRU alors la résultante des forces appliquée sur lui sont nulles, mais je ne sais pas si c'est bien dans ce sens là qu'il faut l'appliquer ici)

C'est du coup la même idée pour la situation 4 sauf que cette fois ci c'est une décélération qui a lieu , la force compensant la décélération est dirigée vers le haut et donc le poids apparaît plus faible...

Désolée, je dois dire des bêtises mais je cherche à comprendre du mieux que je le peux la situation et l'influence de l'inertie.

Merci d'avance de me corriger là où je me trompe et de m'aiguiller pour mieux comprendre

Bonne soirée
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[Resartus]

Bonjour,

Une première interprétation possible de la question, serait de dire que le principe d'inertie au sens strict ne s'applique que dans un référentiel galiléen. C'est le cas de l'ascenseur dans les cas 1 et 3, mais pas dans les cas 2 et 4 où il est accéléré…

Une autre approche est de considérer que le principe s'applique partout, mais que selon que le référentiel est accéléré ou pas, il y aura des forces d'inertie (pseudo forces, si votre cours les appelle comme cela) qui vont s'ajouter, et alors c'est dans les cas 2 et 4 qu'elles seront présentes…

Elles vont s'ajouter ou se retrancher au poids, mais la réaction du pèse personne compense exactement la somme algébrique des deux, de sorte que, dans le référentiel ascenseur, la somme des forces sur le corps est bien toujours nulle (et donc le mouvement uniforme :nul ici) dans les quatre cas.


Référez-vous à ce que dit exactement votre cours, car les deux versions existent...

[Amanuensis]

Vis-à-vis du cours, j'imagine que tout est bon dans le message #1 et dans le message #2.

DANGER! Ce qui suit est un degré de réflexion au-delà, pour ceux intéressés. Ce n'est pas nécessairement adapté.

Car il y a une autre manière de voir. Pendant la phase d'accélération, il n'y a pas que l'ascenseur qui accélère, mais la personne aussi. Pour qu'elle accélère, faut qu'une force s'exerce sur elle, qui soit supérieure à son poids. Quelle peut être cette force? Il n'y en a qu'une possible: la force exercée par la balance sur les pieds, vers le haut. Or qu'indique la balance? Eh bien, la force qu'elle exerce vers le haut. À l'arrêt cette force est celle compensant exactement le poids. Pendant l'accélération, c'est le poids + la force accélérant la personne. Les 10 N supplémentaires sont donc simplement la force que la balance exerce sur la personne pour qu'elle accélère autant que l'ascenseur, c'est une simple application de F=ma.

Par contre la décélération est plus difficile à expliquer comme cela. Car il est moins évident que la balance doive exercer une force pour faire décélérer la personne! (Et ce n'est pas le cas!)

Là par contre, le principe d'inertie peut aider.

Comparons ce qu'il se passe si la situation de base est l'apesanteur. Quand l'ascenseur accélère, l'idée que la balance exerce une force pour accélérer la personne fonctionne bien: la balance indiquera 10 N, ce qu'il faut pour accélérer la personne. Mais que se passe-t-il dans la phase de décélération? Eh bien la personne décolle de la balance. L'ascenseur se barre sous ses pieds, et la personne continue à vitesse constante, sans accélérer, comme l'indique le principe d'inertie. (Et la décélération de la personne se produira quand elle se cognera au plafond, qui exercera une force dans la bonne direction.) Et La balance au sol n'indique certainement pas -10 N.

[josephinege]

Bonjour

Je pense que du coup la bonne option est celle avec les situations 2 et 4 car même si j'ai entendu parler du fait que le principe d'inertie ne s'applique logiquement que dans un référentiel galiléen , ce point n'est pas évoqué dans le programme ou dans le cours donc j'imagine que c'est bien cette seconde vision des choses que je dois prendre

Merci beaucoup

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