Repères Galiléens je suis totalement bloqué et j'ai donc une question.

[Daniel1958]

Bonjour

Je sais le forum n'est pas un blog.

Mais là je vais être dans la situation d'un élève et parmi les plus mauvais.

J'ai suivi des cours et lu des livres sur la RR. Mais je bute sur un mur (qui n'en est pas un). Si je n'arrive pas à comprendre quelque chose, je bloque et la machine s'enraye et je stoppe tout.

C'est pour vous le béaba mais pour moi c'est un problème conceptuel.

Ne souriez pas c'est sur les repères galiléens, je passe sur la définition de la RR.

Là où je bute c'est pour x sur un repère O et x' sur un repère O' je ne comprends pas que x'=x-vt. Pour moi c'est x'=x+vt. Richard Taillet a essayé avec sa grande pédagogie dans un cours filmé de l'expliquer. Je le comprends sur le moment mais je bloque tout de suite après.


Je me demande si c'est une convention ou quelque chose liée à une translation et un nouveau repère qui se comparé à l'ancien.


Avez-vous une explication des plus simple pour moi ou alors avec de la géométrie "light".?


Cordialement
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[stefjm]

Des coup à partir à reculons, cette affaire!

[Lansberg]

Bonjour,

il suffit de prendre un exemple !
O et O' coïncident à l'origine puis O'x' se déplace dans le sens des x avec une vitesse v = 5m/s.
À t = 10 s, un événement se produit en x' = 20m. Où se situe l'événement en question sur Ox ?
Comme O'x' se déplace à v=5m/s, en 10 s il se déplace de v.t = 5 x 10 = 50 m
Et donc sur Ox, la position est 50m + 20m = 70 m soit v.t + x' = x
On retrouve bien x' = x - vt = 70 - 5 x 10 = 20 m

[Daniel1958]

Bonsoir Maestro des maths et de la physique. Je le pense pour la clarté de tes explications

Excuse-moi mais pour comprendre j'essaie de reformuler

Donc si je suis ton raisonnement c'est que x sur le repère Ox s'est déplacé sur l'axe des x de 70 mètres pour un point x' situé sur le repère O'x' à 20 mètres (axe de x'). Bein sur entre-temps le repère O'x' s'est déplacé de 50 mètres
Mais c'est une translation hyper compliquée.


Si je prends un troisième repère (en pensée) sur l'axe Oa imaginaire (situé en Ox) sur mon axe des x j'ai x=x'


Pourquoi ne pas avoir gardé x comme référence pour tout. Ça aurait plus simple pour moi en tous cas. C'est d'un formalisme vraiment dur.


Un grand merci car ce n'est pas facile d'expliquer cela et d'ailleurs il me semble que c'est considéré comme acquis (mais j'ai des doutes pour certains élèves). En tous les cas je n'avais jamais vu d'explication aussi convaincante.
Franchement on ne peut pas la deviner.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[jacknicklaus]

Soit O l'origine du repère d'origine OX. Soit O' l'origine du repère O'x' qui se déplace à la vitesse v dans le repère Ox

soit M le point de coordonnée x

vous serez sans doute d'accord pour dire que OM = OO' + O'M
donc x = vt + x'
donc x' = x - vt

[Daniel1958]

Alors merci heureusement que Lansberg m'a un peu beaucoup briffé.

Je ne raisonne pas en maths car j'ai besoin de visualiser le concept

vous serez sans doute d'accord pour dire que OM = OO' + O'M

oui c'est indubitable

donc x = vt + x'
donc x' = x - vt

Oui aussi mais pour un esprit lent et aussi peu géomètre que moi c'est aller "vite en besogne"

Je veux dire on se trouve avec un concept de translation en se demandant pourquoi on n'a pas fait plus simple. Une vitesse constante (bon c'est rare même pour la terre)



Merci et cordialement

[Deedee81]

Salut,

Une vitesse constante

Mais elle est constante, sinon un des deux repères n'est plus Galiléen !!!!!

[Daniel1958]

Bonjour

Little question

Que se passe-t-il si la vitesse est accélérée (une fusée) et redevient constante mais pas à la même valeur que la précédente; toujours en ligne droite ? (Je pense aux jumeaux de Langevin)


Reste-t-on en RR ou passe-t-on en RG ??


Cordialement

[mach3]

Que se passe-t-il si la vitesse est accélérée (une fusée) et redevient constante mais pas à la même valeur que la précédente; toujours en ligne droite ? (Je pense aux jumeaux de Langevin)


Reste-t-on en RR ou passe-t-on en RG ??

Cette question n'a pas toujours eu la même réponse, mais dans le consensus actuel (qui dure depuis au moins 50 ans, vu que c'est déjà défendu dans "Gravitation"), c'est toujours de la RR, car on considère un espace-temps plat. La RR s'arrête quand l'espace-temps n'est plus plat. La RG commence quand on prend en compte l'équation d'Einstein (la non platitude de l'espace-temps ne suffit pas pour parler de RG).
L'étude dans un référentiel accéléré peut faire intervenir des outils qui ont été introduits avec la RG mais qui ne lui sont pas propres, comme les symboles de Christofell, ce qui peut faire penser qu'il s'agit de RG.

m@ch3

[Deedee81]

EDIT grillé par mach3

Non, on peut rester en RR.

On peut soit considérer les référentiels à vitesse constante (avant et après accélération).

Soit considérer les référentiels instantanés (un référentiel différent à chaque instant, pendant l'accélération). Mais c'est une grosse complication et il y a intérêt à d'abord être un crac en RR sans ça. En effet, il ne suffit pas d'utiliser les transformations de Lorentz qui changent à chaque instant. En général on utilise plutôt l'intervalle relativiste suivi d'intégrales => costaud. Et j'ai vu pire (utilisation des tenseurs de courbure, même outils qu'en RG).

Donc sauf nécessité on évite ce genre de complication en RR. D'autant qu'on peut parfaitement considérer un objet accéléré dans un référentiel galiléen.

[Daniel1958]

Je ne vais pas arrêter de vous remercier.

Donc Langevin avait raison.

Moi qui suis laxiste et peu rigoureux cette forme m'étonne. Bien sûr pas sur le fond, le mouvement reste rectiligne. Mais sur la forme cela ne respecte pas le postulat de base "Dans le cadre de repère galiléens........"

Il me semble que les mathématiques sont plus rigoureuses sur le plan formel. Là il semble y avoir des….latitudes et des exceptions permises.


Cordialement

[gts2]

Bonjour,

Quelque chose de simple avec des référentiels instantanés : clea-astro.eu

[mach3]

Moi qui suis laxiste et peu rigoureux cette forme m'étonne. Bien sûr pas sur le fond, le mouvement reste rectiligne. Mais sur la forme cela ne respecte pas le postulat de base "Dans le cadre de repère galiléens........"

Il ne faut pas confondre le mouvement et le référentiel d'étude.

On peut très bien étudier des mouvements quelconques dans un référentiel galiléen. Et alors les équations sont celles qu'on voit dans les cours de RR de base (enfin presque, certains cours trop basiques ne traitent que des mouvements rectilignes uniformes dans des référentiels galiléens, c'est quasiment inutile et entretien le mythe selon lequel la RR ne traite pas des mouvement accélérés).

On peut aussi étudier des mouvements quelconques dans un référentiel non galiléen. Et alors les équations sont plus compliquées (les symboles de Christofell ne sont pas nuls).

Dans les deux cas, ça reste de la RR tant que l'espace-temps est plat.

m@ch3

[Deedee81]

Dans les deux cas, ça reste de la RR tant que l'espace-temps est plat.

+1

Et bien entendu, les postulats sont formulés avec les référentiels galiléens mais ça n'empêche pas de considérer des référentiels accélérés. Avec toutes les difficultés que cela pose évidemment :
outre ce qui a été dit plus haut, il y a aussi existence d'horizons des événements qui sont à considérer si on ne veut pas dire de bêtise. Un exemple très connu:
https://en.wikipedia.org/wiki/Rindle...indler_horizon

Je le donne à titre d'exemple, un simple coup d'oeil permet de voir que c'est du (très) costaud.

Mieux vaut rester dans le simple (surtout quand on potasse la RR, question de pédagogie : le simple au début, le compliqué plus tard).

[Daniel1958]

Merci pour ces précisions.

Donc la RR est un ensemble plus large que j'avais imaginé.

Cordialement

[Daniel1958]

re

Question bête (et surtout d'inculture de ma part) le petit point sur la lettre grecque c'est pour la dérivée ou la variation instantanée ???


Cordialement

[Deedee81]

Question bête (et surtout d'inculture de ma part) le petit point sur la lettre grecque c'est pour la dérivée ou la variation instantanée ???

A priori c'est la même chose, une dérivée c'est la variation instantanée (enfin, si c'est une dérivée par rapport au temps, bien sûr).

Habitude de physicien : parfois un point, parfois un apostrophe (j'ai même déjà vu des cas où emploie le point pour la dérivée par rapport au temps et l'apostrophe pour la dérivée spatiale).
Ce point est un héritage des notations de Newton (normalement on utilise plutôt les notations de Leibnitz qui ont été généralisées et améliorées, mais c'est vrai que ça donne des notations un peu lourdes).

[Daniel1958]

Ha je penchais plutôt pour les physiciens modernes comme Maxwell et ces nablas. Mias bon Newton quand on voit ces papiers c'est un peu ésotérique. Leibnitz a une grande clarté d'esprit je crois qu'on lui doit la forme générique des intégrales.

Allez une anecdote qui désacralise un peu la physique Je l'ai lue il me semble dans le livre Genèse de Guido Tonelli. Quand on a découvert les charges électriques, il a fallu définir les notations. Et c'est Benjmain Franklin qui a défini les plus et les moins. C'est pour ça que l'électron volt débute par un moins > -1e
Ce n'est pas le fruit d'une cogitation de scientifiques




Cordialement

[gts2]

Ce n'est pas le fruit d'une cogitation de scientifiques

Le fait que l'électron ait une charge négative est une simple convention de signe qui remonte en effet à Franklin, il n' y a rien à cogiter.
Par contre pour montrer l'existence des électrons, il a fallu cogiter.

[Daniel1958]

Oui

Bien sur

C'était un sourire.

Mais de penser que des millions de personnes mette un signe à cause d'une seule personne, qui n'était pas un scientifique du niveau d'un Maxwell c'est étonnant.

Mais c'est l'histoire.


Cordialement

[Sethy]

Pour revenir à la question initiale, il est normal que lorsque je m'approche de quelque chose, la distance qui me sépare d'elle diminue.

[Daniel1958]

Oui sans conteste


Mais là moi j'avais pensé à la base que le x' correspondait sur l'axe des x à Vt + position de x'. Mais là il y a une translation le x initial va "à la position de x'" sur l'axe des x et x' s'exprime sur l'axe x' position de x-vt(distance de l'axe Ox')
C'est beaucoup plus formel car on a deux repères en mouvement située sur la même ligne. Il y a une forme de convention mathématique géométrique qui pour moi n'est pas intuitive. Après pour les personnes qui manipule l'abstraction cela ne devrait pas poser de problème.
Cela n'est pas mon cas il me faut "l'image mentale"

Cordialement

[Sethy]

Un dessin vaut parfois ....

[Daniel1958]

Bravo et Merci

Faut du talent pour l'exprimer.

Pourquoi pourquoi (répétion de ma part) on ne trouve jamais ce genre d'explication créative dans certains cours et bouquins. C'est limpide au niveau conceptuel et ça évite "une aridité" du formalisme physique/mathématique. Là le phénomène est expliqué et les maths deviennent faciles.

C'est exactement le genre de chose que j'aimerai trouver pour l'axiome/postulat de base après on peut mieux apprécier les développements mathématiques ultérieurs.


Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Pourquoi pourquoi (répétion de ma part) on ne trouve jamais ce genre d'explication créative dans certains cours et bouquins.

Tellement c'est trivial (enfin, moi, c'est mon impression, suffit de visualiser dans sa tête, la première fois où on a vu ce genre de truc à l'école secondaire, puisque ce n'est pas de la relativité mais de la cinématique classique, tout le monde a compris sans devoir faire ça). Mais le forum est là aussi pour compléter quand c'est insuffisant D'expérience il y a régulièrement des questions sur des trucs élémentaires de la part d'étudiants qui ont en dehors de ça compris des trucs infiniment plus compliqués. Chacun peut coincer sur un truc inattendu (mais on ne peut pas compléter les bouquins avec tout ce qu'il faut pour ça. Lorsqu'un livre de cours fait 500 pages, je crois que tout le monde râlerait qu'il faisait 5000 pages ) EDIT ça m'est déjà arrivé aussi (mais plutôt en math, sur les fibrés par exemple)

[Daniel1958]

Bonjour

Vu comme ça c'est facile.

Toi tu physicien, mathématicien tu as l'habitude du formalisme. C'est devenu naturel pour toi. Comme l'abstraction sur la QED tu as l'habitude c'est un réflexe et tu te penches sur des problèmes de hauts niveaux.

Mais là j'ai une formule non intuitive x'=x-vt. Si on ne me dit dis pas que le x se déplace sur l'axe des X au même niveau que x' je ne pourrais pas le comprendre. Je resterais avec deux repères orthonormés dont l'un se déplace et c'est tout
Mais pour moi c'est vrai un peu partout. L'axiome ou la définition de base d'un problème est trop "rigide" dans les formulations du style soit x de l'ensemble Y inclus ......Bref je suis dérouté.

Bon il y a l'excellent dessin et aussi une approche arithmétique intelligente de Lansberg >>> c'est parlant. Après les maths avec de l'habitude cela ne fait pas peur (jusqu'à un certain niveau bien sûr) mais les définitions de base houlala.

Tu y es habitué mais c'est difficile pour moi. J'essaye systématiquement de comprendre le pourquoi et quand c'est une "convention de base" je suis à la rue.

Cela dit as-tu lu le Broboff , tu devrais te régaler. D'ailleurs je ne suis pas le seul à le lire et j'arrive à le comprendre (avec des efforts).

[mach3]

Cela dit as-tu lu le Broboff , tu devrais te régaler. D'ailleurs je ne suis pas le seul à le lire et j'arrive à le comprendre (avec des efforts).

Ce serait possible d'arrêter d'écorcher son nom? c'est plus simple que de comprendre les transformation de Galilée a priori. C'est Bobroff.

m@ch3

[Deedee81]

Vu comme ça c'est facile.
Toi tu physicien, mathématicien tu as l'habitude du formalisme.

Tu crois vraiment qu'à 16 ans (quand on a vu ce genre de chose) j'étais physicien mathématicien et habitué ? Relit mon message. Tu réponds trop vite.
On a vu ces histoires de x - vt, et tous les étudiants ont compris sans devoir faire de petits dessins (et pourtant en classe on était deux sections, dont la section.... gymnastique !!!!)
D'ailleurs c'est quelque chose que tu as du voir aussi à l'école, je le répète, ce n'est même pas de la relativité, c'est en dessous du niveau universitaire.

Non, non, ici tu peux juste reconnaitre que tu as coincés devant un truc qu'un enfant comprend facilement. Je l'ai dit, ça arrive à tout le monde (*). Hé oui dans ce cas le forum et ce genre de réponse est utile. Je dis juste qu'on ne peut pas détailler à ce point dans les cours/bouquin (je rappelle aussi que tu en faisais la remarque) sous peine de devoir acheter un semi-remorque pour transporter ses livres de cours.

(*) anecdote, en chimie ... et à l'université là.... j'en ai vu un rester perplexe : il ne comprenait pas pourquoi le tube coloré avait changé de place dans la centrifugeuse. Je jure que l'anecdote est véridique

[Daniel1958]

Oui

Et pourtant j'ai lu ces trois livres. Physique quantique appliquée super sympa car gros efforts de vulgarisation. Un Maitre en-là matière.

C'est terrible les biais cognitifs (intonation involontaire des noms avec ceux de Pays de l'Est)

Cordialement

[stefjm]

Pourquoi pourquoi (répétion de ma part) on ne trouve jamais ce genre d'explication créative dans certains cours et bouquins. C'est limpide au niveau conceptuel et ça évite "une aridité" du formalisme physique/mathématique. Là le phénomène est expliqué et les maths deviennent faciles.

C'est ce qui est fait dans tous les cours de cinématique devant étudiants.
C'est à l'apprenant de faire son propre dessin pour comprendre le truc.
A l'apprenant, de faire lui même les calculs pour comprendre le truc.

Pour faire simple, c'est celui qui apprend qui bosse...