C'est l'histoire de la boule pleine et de la boule vide

[Leckbridge]

Bonjour,

Vous prenez deux boules en tout points pareilles extérieurement, mêmes conditions de surface, absolument. L'une est pleine, l'autre évidée, vous les jetez en même temps et de la même façon du haut d'un building un jour sans vent.

La seule chose qu'elles rencontrent, c'est la résistance de l'air.

Laquelle tombe la plus vite?

La question est souvent posée, mais les réponses partent tout aussi souvent dans des considérations de surface, de vide ou non, etc...

Je limite vraiment ma question aux conditions décrites. La seule différence entre les deux boules est leur masse. Imaginez que l'une pèse 100 kg, l'autre 100 grammes, et que la seule façon de le savoir, c'est d'y mettre les doigts dessous au moment ou elles atterrissent.
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[Resartus]

Bonjour,

C'est de la physique, pas des maths, et il doit y avoir au bas mot une centaine de fils, rien que sur futura, où on donne les bonnes réponses

Va pour la cent unième;..

Dans le vide de la lune, elles arriveront en effet en même temps*...

Dans l'air, la force de frottement aérodynamique dépend de la vitesse, de la forme de la boule et un peu de l'état de surface, mais pas de la masse.

Avec vos conditions (même forme, même taille), les deux forces de frottement dans l'air seront donc proches, et si l'une des deux boules est nettement plus lourde, c'est elle qui arrivera en premier, puisque la force résultante qui les tire vers le bas (poids moins trainée) sera plus importante


*Pour les puristes, il faut préciser que c'est avec l'hypothèse que leur masse est complétement négligeable devant celle de la lune

[Resartus]

puisque la force résultante qui les tire vers le bas (poids moins trainée) sera plus importante

comme quoi on n'est jamais assez attentif... C'est l'accélération (poids-trainée)/masse =g -trainée/masse qui compte, et elle va être plus importante pour la boule lourde, car trainee/masse est plus faible

[mach3]

Et il ne faut pas oublier la poussée d'archimede qui sera la même pour les deux boules (dépendante uniquement du volume), donc d'impact différent sur l'accélération des boules, et qui peut annuler ou surpasser le poids (penser à un ballon rempli d'helium et le même rempli d'eau...).

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[Leckbridge]

Bonjour,

Merci pour vos réponses.

La masse, c'est la quantité de matière. Le poids, c'est la force d'attraction qui nous maintient sur Terre.

La masse n'entre pas en compte dans les forces de frottement avec l'air. Mais le poids oui, puisque c'est une force contraire à celle que lui oppose l'air.

Mais le poids dépend bien de la masse? Si je dis que la chute d'un corps "dans l'atmosphère" dépend (en partie) de sa masse , au moins indirectement, ou en second lieu (priorité à la forme), c'est faux ?

Merci!

PS: si j'insiste, c'est que j'entends des propos contradictoires sur cette question, et on m'a récemment affirmé que face à l'air, seules les conditions de surfaces comptaient, que les deux boules tomberont donc à la même vitesse. Il semble donc que non. Je sais bien que ça tourne autour de la distinction masse/poids, mais les deux étant liés, je bute sur un problème de formulation.

[Deedee81]

Salut,

Le rapport frottement/masse est évidemment plus grand pour la boule creuse (sauf effectivement des états de surfaces différents mais il faudrait déjà que la différence soit énorme, et encore, le plus gros du ralentissement étant dû à la trainée l'état de surface ne joue pas beaucoup). Donc elle arrive moins vite au sol.

C'est plus flagrant avec un marteau et une plume. L'expérience a même été faite sur la Lune

[invitef29758b5]

Salut

Mais le poids dépend bien de la masse? Si je dis que la chute d'un corps "dans l'atmosphère" dépend (en partie) de sa masse , au moins indirectement, ou en second lieu (priorité à la forme), c'est faux ?

Non , ce n' est pas faux .
La masse apparaît forcément dans l' équation (et le poids aussi sous la forme m.g)
La différence de poids des deux boules est uniquement due a la différence de masse .

[Leckbridge]

Merci pour cette confirmation!