Poids et ressenti

[Gnocchi2]

Bonjour,

j'ai une série d'interrogations sur le poids et les ressentis qui lui sont liés dans différentes situation.

1 Sur Terre, immobile, ce que l'on ressent, c'est le poids ou la réaction normale du support ? Etant donné que la sensation de poids augmente dans un ascensseur qui accélère vers le haut, sans que le poids ne soit changé lui, j'ai tendance à dire que c'est la réaction normale que l'on ressent et non le poids. Ce qui rejoindrait l'idée qu'en chute libre on ne ressent pas non plus son poids alors qu'il est là.

2 La réaction normal ne s'exerce qu'au niveau du support alors que le poids s'exerce sur chaque partie du corps, non ? Mais si tel est le cas, chaque partie du corps subit son poids et une réaction normal qui compense ce poids et donc si chaque partie du corps subie son poids et une réaction normal qui le compense, on ne devrait pas sentir son poids si ? Maintenant, je n'ai pas vraiment l'impression de sentir mon poids de la main sauf quand elle est posée sur un support... Bref, est-ce que j'arrive à communiquer cette étrangeté ou pas du tout ?

3 S'il n'y avait que la réaction normale, autrement dit si on supprime le poids et qu'on ne subit que Rn, alors il y aurait déplacement du corps, Rn effectuerait un travail sur le corps et on ressentirait exactement la même chose que s'il y avait le poids compensé par Rn. On supprime le poids mais ça ne change rien à ce que l'on ressentirait. C'est fou, ou alors j'ai raté un truc.

4 Dans un ascenseur qui accélère vers le bas, l'accélération est donc dans le même sens que g. On a 2 accélération dirigées dans le même sens vers le bas et pourtant on a la sensation que le poids diminue, disons que Rn diminue plutôt. C'est quand même étrange puisque si j'accélère dans un sens et qu'une accélération se rajoute dans le même sens, pourquoi les accélération ne pourrait-elle pas s'additionner ?

J'ai quelques autres questions mais déjà celles là, si on peut m'indiquer ce qu'il me manque pour comprendre les choses ce serait très agréable à vous.

Merci.
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[Dynamix]

1 Sur Terre, immobile, ce que l'on ressent, c'est le poids ou la réaction normale du support ?

Tu ressens les contraintes (internes) provoquées par les actions extérieures .

3 S'il n'y avait que la réaction normale, autrement dit si on supprime le poids et qu'on ne subit que Rn

Si ma tante en avais , son poids serait légèrement supérieur .

[albanxiii]

Bonjour,

2 : vous raisonnez sur un solide comme si c'était un point

3 : situation irréaliste, donc on peut en conclure n'importe quoi

4 : vous êtes sur que vous ne confondez pas chute libre de l’ascenseur et mouvement accéléré vers le bas ?

[Benzki]

j'ai une série d'interrogations sur le poids et les ressentis qui lui sont liés dans différentes situation.

Ta réaction est normale. (hum...)
Pour rappel, le ressenti fait appel à la conscience. Tu peux te sentir très léger dans un rêve... Il faut donc bien dissocier les deux phénomènes.
A ta place, je ne m'encombrerais pas de très lourdes considérations sur la "réaction normale", parce que certains peuvent t'emmener très très loin selon que tu inspectes la situation sous Newton ou sous la relativité générale.
Il est beaucoup plus reposant de considérer que la sensation de poids est due à l'activation des innombrables capteurs que possède ton corps et qui informe ta conscience de tel ou tel étirement (de la plante de pieds par exemple) ou tout simplement du contact de ta peau avec l'objet qu'elle voudrait pénétrer (pas de mauvaise extrapolation, svp...). Dans l'espace, en chute libre, en orbite par exemple, toutes les cellules de ton corps ou des objets qui t'entourent suivent la même trajectoire, aucun de tes capteurs, habituellement activés sur Terre, n'est alors "allumé" et tu ne ressens pas de poids. Mais as-tu un poids dans l'espace ? Une masse plutôt...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Geo77b]

Pour comprimer les nerfs du bas des pieds, il faut une force au-dessus (poids) et une force en-dessous (Rn).
Dans un mobile accéléré, on a une sensation de pesanteur artificielle due aux forces d'inertie, donc la sensation de poids varie.
La pesanteur artificielle due à l'accélération s'ajoute (ou se soustrait) à la gravitation.

[mach3]

La gravitation, la force centrifuge et toutes les autres forces dite d'entrainement ou d'inertie s'appliquent de façon homogène dans un corps du moment que les variations de ces forces dans son volume sont négligeables (sinon, il peut y avoir des effets de marée par exemple). Dans ce cas, vu dans le référentiel où l'objet est immobile et sans rotation, elles vont imprimer à chaque petite parcelle du corps exactement la même accélération. L'objet ne se déformera pas, aucune contrainte interne n'apparaitra. On ne peut pas ressentir ces forces.

Les autres forces, généralement de nature électromagnétique, ne s'appliquent pas de façon homogène en règle générale, bien souvent elles s'appliquent seulement sur tout ou partie de la surface de l'objet, mais pas à son intérieur (exemples : forces de pression, réaction normale, frottement). Elles induisent des déformations de l'objet (elles n'impriment pas la même accélération à chaque parcelle de l'objet). Un état stationnaire peut être atteint (un objet rigide posé au sol depuis un certain temps a une forme constante), via l'apparition de forces internes à l'objet, des contraintes de nature électromagnétique elles aussi. Il peut en résulter un champ de force homogène dans l'objet et donc l'arrêt de sa déformation. Il n'a néanmoins pas la même forme que si il n'était soumis qu'aux forces du paragraphe précédent (dans l'hypothèse de gradients négligeable de ces forces dans le volume de l'objet). On peut donc ressentir ces forces là, via les déformations et les contraintes qui apparaissent consécutivement à leur action.

Si les forces de la première catégorie présentent un gradient trop fort dans l'objet, alors la même chose, c'est à dire la déformation et l'apparition de contraintes, peut se produire sans qu'une force externe permanente de la 2e catégorie ne soit présente. Deux exemples :
-un gradient important de la force de gravitation engendre des marées, c'est à dire une dilatation dans le sens du gradient et une contraction dans le plan normal au gradient
-un gradient important de la force centrifuge (par exemple objet en rotation sur lui-même) engendre une dilatation dans le plan normal à l'axe de rotation (ce qui peut amener à une contraction dans le sens de l'axe suivant les propriétés mécaniques de l'objet).
On ne sent donc pas les forces de la première catégorie, mais on ressent leurs gradients.

m@ch3

[Geo77b]

... L'objet ne se déformera pas, aucune contrainte interne n'apparaitra. On ne peut pas ressentir ces forces.

D'accord dans le cas d'une chute libre (uniquement des forces de première catégorie), mais si par ressentir, on sous-entend : comprimer un nerf, alors il faut deux forces opposées (par exemple une force de 1ière et une de 2e catégorie) pour réaliser cette compression. Laquelle de ces deux forces ressent-on ?

[Gnocchi2]

4 : vous êtes sur que vous ne confondez pas chute libre de l’ascenseur et mouvement accéléré vers le bas ?

Si, effectivement. Merci !

2 : vous raisonnez sur un solide comme si c'était un point

Je n'en est pas l'impression. Disons que je ne vois pas.

3 : situation irréaliste, donc on peut en conclure n'importe quoi

Deux forces opposés et on en fait disparaitre une. En quoi est-ce irréaliste ?

le ressenti fait appel à la conscience. Tu peux te sentir très léger dans un rêve... Il faut donc bien dissocier les deux phénomènes.

Oui. Merci de cette invitation à la prudence. Mais c'est quand même tentant de soumettre à l'expérience, ce qu'on apprends de la physique de Newton. Et je trouve intéressant de chercher en quoi la physique de Newton éclaire nos ressentis sur notre poids.

Pour comprimer les nerfs du bas des pieds, il faut une force au-dessus (poids) et une force en-dessous (Rn)

Il peut en résulter un champ de force homogène dans l'objet et donc l'arrêt de sa déformation.

Ah oui. Donc Rn s'exerce bien sur la surface de contact mais "se transmet de proche en proche" jusqu'à former un champ de force dans l'objet ? Oui ça semble dissoudre mes interrogations sur ce point là. Merci. Si je comprends une partie de ton commentaire, le champ de force résultant de Rn est maximal au niveau des pieds (si on est debout) et décroit plus ou moins régulièrement en allant vers la tête ?

Merci à tous.

[mach3]

D'accord dans le cas d'une chute libre (uniquement des forces de première catégorie), mais si par ressentir, on sous-entend : comprimer un nerf, alors il faut deux forces opposées (par exemple une force de 1ière et une de 2e catégorie) pour réaliser cette compression. Laquelle de ces deux forces ressent-on ?

En fait ce que l'on ressent, ce sont les déformations, donc en fait les forces internes, les contraintes, indépendamment de leurs causes, qu'elles soient des forces de "2e catégorie" ou des gradients significatifs dans le volume de notre corps de forces de "1ere catégorie".

Vu dans un référentiel où le centre de gravité d'un corps est immobile et où il est sans rotation, pour qu'il y ait déformation du corps, il faut que différentes parcelles accélèrent d'une manière différente, ce qui signifie qu'elles ne subissent pas la même force par unité de masse. Les forces de "1ere catégorie" ont la propriété justement d'exercer la même force par unité de masse, et ceci sur toutes les parcelles du corps à moins qu'elles ne présentent un gradient significatif. A aucun moment ces forces ne peuvent donc causer de déformation dans le corps, sauf si elles présentent un tel gradient (exemples cités au message précédent).
Par contre les forces de "2e catégorie" ne peuvent pas, sauf éventuel cas particulier, exercer la même force par unité de masse à toutes les parcelles d'un corps. Donc elles impliquent une déformation du corps, à moins que les contraintes internes au corps ne s'y opposent exactement. Cette opposition, quand elle est possible (cela dépend des propriétés mécaniques du corps, élasticité, plasticité, etc) s'effectue forcément avec retard, donc quand la force extérieure de "2e catégorie" change, il y a une transition pendant laquelle les contraintes internes ne compensent plus, et il y a donc une déformation du corps.

Un exemple, quand j'accélère dans ma voiture, mon siège applique des forces de "2e catégorie" sur mon corps, grosso-modo une force de pression sur mon dos et une force de cisaillement sur mes cuisses. La surface de mon dos va donc se déplacer vers l'avant, entrainant la propagation d'une onde de compression de l'arrière vers l'avant de mon torse. La surface de mes cuisses en contact avec le siège va aussi se déplacer vers l'avant, entrainant la propagation d'une onde transversale du dessous vers le dessus de mes cuisses. Ces ondes vont de propager dans tout le corps. Notons qu'en retour le siège est lui aussi parcouru par de telles ondes, il se déforme également. Si l'accélération est maintenue constante (et n'est pas trop forte...), alors ces ondes se dissipent et on abouti à une situation stationnaire, dans laquelle mon corps et le siège ne se déforment plus, mais n'ont pas la même forme qu'avant l'accélération, ils sont dans un état contraint. Si l'accélération est modifiée, les forces exercées par le siège changent, amenant à un nouveau changement de forme pour le siège et moi même, des contraintes s'accumulant si l'accélération augmente ou étant relâchées si elle diminue.
Différents capteurs dans notre corps seront sensibles à cet état contraint et/ou aux variations de cet état contraint.

m@ch3

[Geo77b]

A aucun moment ces forces ne peuvent donc causer de déformation dans le corps, sauf si elles présentent un tel gradient

Différents capteurs dans notre corps seront sensibles à cet état contraint et/ou aux variations de cet état contraint.

Des forces de première catégorie seules, non, mais supposons que ce capteur soit un ressort, il ne peut pas être contraint par une seule force de 2e catégorie; il faut une force opposée.
Si on pose une masse sur ce ressort (lui même posé sur le sol), dira-t-on : c'est la réaction de la terre qui contraint ce ressort, ou : c'est le poids de la masse, ou : ce sont les deux ensemble ?

[gts2]

Pour ce qui est du capteur masse-ressort voir utricule/saccule.

Par exemple : neuroreille

[phys4]

Quelques anomalies qui ne semblent pas corrigées :

1 Sur Terre, immobile, ce que l'on ressent, c'est le poids ou la réaction normale du support ? Etant donné que la sensation de poids augmente dans un ascensseur qui accélère vers le haut, sans que le poids ne soit changé lui, j'ai tendance à dire que c'est la réaction normale que l'on ressent et non le poids. Ce qui rejoindrait l'idée qu'en chute libre on ne ressent pas non plus son poids alors qu'il est là.

Le poids c'est le produit de la masse par l'accélération subie, donc dans l'ascenseur qui accélère vers le haut, l'accélération totale augmente et le poids également. Il suffirai de le mesurer sur une balance pour s'en rendre compte. En chute libre, il n'y a plus d'accélération subie et plus de poids.

4 Dans un ascenseur qui accélère vers le bas, l'accélération est donc dans le même sens que g. On a 2 accélération dirigées dans le même sens vers le bas et pourtant on a la sensation que le poids diminue, disons que Rn diminue plutôt. C'est quand même étrange puisque si j'accélère dans un sens et qu'une accélération se rajoute dans le même sens, pourquoi les accélération ne pourrait-elle pas s'additionner ?

Les accélérations s'additionnent; il suffit de les prendre dans le bon sens :
l'accélération de la pesanteur est une accélération subie vers le haut, par exemple elle s'ajoute a une autre accélération vers le haut pour augmenter le poids (cas précédent).
Si l'ascenseur a une accélération vers le bas, alors les accélérations sont en sens opposé, donc le poids diminue.
Dans le cas de la chute libre, les deux accélérations sont exactement opposées : donc l'accélération vue par un observateur extérieur est exactement l'opposé de l'accélération de la pesanteur, c'est cette accélération dirigée vers le bas que l'on désigne parfois comme accélération de la pesanteur dans les problèmes simplistes. Il ne faut pas confondre l'accélération vue dans un certain référentiel et l'accélération subie.