énergie de propulsion

[mackay24]

Bonjour,

Voici le raisonnement schématique : svp ne chipotez pas sur les détails vous l'aurez compris il s' agit d 'une question sur un principe général^^

on est loin dans l' espace pas de frottement pas de ralentissement: imaginons une fusée propulsée avec des bâtons de dynamite ( poids insignifiant face à la fusée)

- étape 1 : je fais sauter 1 bâton et ma fusée est propulsée à 100 km/h

- étape 2 : pour la faire aller à 200 km/h dois-je faire exploser encore 1 seul bâton , ce qui correspondrait au principe 1 bâton=100 km/h ?

ou alors dois-je faire sauter 2 bâtons supplémentaires , car si un seul ne donne que 100 km/h (cette vitesse étant déjà acquise ) les faire exploser 1 par 1 ne servirait à rien ?

Dans quel cas le principe d' inertie pour augmenter la vitesse d'un corps il faut de plus en plus d' énergie s' applique t-il bien ?

merci beaucoup.
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[harmoniciste]

Bonjour,
une vitesse se défini toujours par rapport à quelque chose. Supposons que ce quelque chose soit une fusée jumelle voyageant initialement de conserve: Alors si le premier bâton de dynamite vous donne une vitesse relative de 100 km/h, la mise à feu du deuxième donnera une vitesse relative totale V2 de seulement 141 km/h et non 2* V1 (L'énergie cinétique étant proportionnelle au carré de la vitesse).

Pour obtenir 200 km/h il faudra donc l’énergie de 4 bâtons, mis à feu simultanément ou successivement.

[pm42]

Pour obtenir 200 km/h il faudra donc l’énergie de 4 bâtons, mis à feu simultanément ou successivement.

Ok. Supposons le raisonnement suivant :
Je suis dans un référentiel R1, la fusée est à l'arrêt.
Je fais exploser mon baton de dynamite, la fusée monte à 100 km/h et y reste.

Je me mets dans le référentiel R2 où la fusée est à l'arrêt. R2 se déplace à 100 km/h par rapport à R1.
Je lance un 2nd baton de dynamite.
Par symétrie avec le 1er cas, la fusée monte à 100 km/h dans R2.

Donc à 200 km/h par rapport à R1.

Où est l'erreur ? (question parfaitement sincère et naive).

[XK150]

Question toute aussi sincère et naïve : pourquoi vouloir changer de référentiel en cours de route ??

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Question toute aussi sincère et naïve : pourquoi vouloir changer de référentiel en cours de route ??

Pour simplifier le calcul et le raisonnement en utilisant la symétrie.
Dans celui d'harmoniciste par exemple, je me demande s'il prend en compte le fait que les batons sont éjectés de la fusée (comme le projet Orion) et que donc le 2nd va avoir dans le référentiel R1 une certaine vitesse et donc l'explosion aussi et va donc dégager une énergie différente de la 1ère.

Encore une fois, je ne serais pas surpris d'avoir tort mais j'aimerais savoir pourquoi.

[stefjm]

edit : croisement pm42

Où est l'erreur ? (question parfaitement sincère et naive).

Dans le fait que l’énergie cinétique dépend du référentiel de façon "évidente" avec "" car ce n'est pas toujours si évident.

[pm42]

Question toute aussi sincère et naïve : pourquoi vouloir changer de référentiel en cours de route ??

Une autre réponse en restant dans le même référentiel.
L'explosion de la bombe génère une force d'intensité F supposée constante pendant un temps T. Donc pendant cette période, l'accélération du vaisseau de masse M est
a =F/M
Son gain de vitesse est donc a * T

On éjecte la 2nde bombe et comme elle est de masse négligeable, M ne change pas (au pire M diminue ce qui augmente l'accélération).
Le gain de vitesse est le même.

Cela me semble cohérent avec ce que j'ai lu du projet Orion où la fréquence d'éjection des bombes est constante et donne une accélération elle aussi constante en dessous des vitesses relativistes bien sur.

[Sethy]

Effectivement, l'accélération est égale à F/m mais F, avec un bâton de dynamite ressemble à une gaussienne. Autrement dit, a(t) = 1/m.F(t).

Pour simplifier, je me place dans le référentiel du départ (et j'y reste), c'est à dire celui de la fusée au repos.

Dans ces conditions, v devient après chaque explosion à



Chaque explosion va conférer au système la même accélération et donc le même gain de vitesse, et ceci est vrai tant qu'on néglige les frottements (et compagnie) et qu'on se place dans le cas où comme ici v << c.

[jiherve]

bonjour
c'est le principe même d'une propulsion classique ce qui est transféré c'est une quantité de mouvement donc tant que l'on reste en mecanique classique le vaisseau accélère de façon constante dans le vide ou fini par se mouvoir à vitesse constante dans l'atmosphère.
La propulsion discontinue/hachée c'etait le principe du moteur du V1 qui était un pulsoréacteur petaradant.
JR

[pm42]

Merci pour les réponses.

[XK150]

On pouvait très bien raisonner avec la manip sur Terre , dans un tube à vide horizontal : la gravité ne ferait que courber un peu la trajectoire .

[stefjm]

Le raisonnement énergétique est risqué car les gaz emportent de l'energie.

Dans le réf du centre de masse, c'est plus souvent plus simple.

[harmoniciste]

Par symétrie avec le 1er cas, la fusée monte à 100 km/h dans R2.
Où est l'erreur ? .

Le gain de 100 km/h pour 1 bâton de TNT n'a été établi que dans R1. L'erreur est de supposer que ce gain est indépendant du repère.

[pm42]

Le gain de 100 km/h pour 1 bâton de TNT n'a été établi que dans R1. L'erreur est de supposer que ce gain est indépendant du repère.

Tu as lu les autres réponses ? Et pourquoi le gain serait dépendant du repère quand tous les autres paramètres sont les mêmes ?

[gts2]

L'erreur est de supposer que ce gain est indépendant du repère.

Non l'erreur est de supposer le rendement constant : le rendement d'une fusée est nul au décollage.

[pm42]

Non l'erreur est de supposer le rendement constant : le rendement d'une fusée est nul au décollage.

Je veux bien plus de détails sur la variation du rendement des explosions et d'où vient le décollage vu qu'on est dans l'espace.

[gts2]

Bonjour,

Excusez-moi pour mon message lapidaire : au décollage la vitesse nulle. Donc mon "au décollage" signifie plus généralement à vitesse nulle.

[stefjm]

Bonjour,

Excusez-moi pour mon message lapidaire : au décollage la vitesse nulle. Donc mon "au décollage" signifie plus généralement à vitesse nulle.

Et le choix de la vitesse nulle dépend du choix du référentiel.

[mackay24]

merci à certains d 'entre vous de relever cette étrange habitude de vouloir foutre de la relativité partout : l' énergie cinétique d' un corps est indépendante de tout référentiel ! mais depuis un siècle les physiciens se sont rentrés à tort dans le crâne l' idée de relativisme qui est pourtant aisément déconstructible ... ou Sont donc les physiciens de l' absolu ? la relativité est devenue une religion !

[pm42]

merci à certains d 'entre vous de relever cette étrange habitude de vouloir foutre de la relativité partout : l' énergie cinétique d' un corps est indépendante de tout référentiel !

Non, absolument pas. Tu connais simplement la formule ? Parce qu'il est évident qu'elle dépend du référentiel.

mais depuis un siècle les physiciens se sont rentrés à tort dans le crâne l' idée de relativisme qui est pourtant aisément déconstructible ...

Non plus et les arguments du genre "tout le monde depuis des siècles n'a rien compris alors que c'est tellement facile que je vais le dire en une phrase sans rien démontrer" ne prouvent qu'une seule chose : que la personne qui tient ce discours devrait essayer d'apprendre plus et avec plus d'humilité.

ou Sont donc les physiciens de l' absolu ?

Ce ne sont pas des physiciens.

la relativité est devenue une religion !

Non plus et c'est même le contraire puisqu'on cherche en permanence à la dépasser, à trouver ses limites.

[Archi3]

Le raisonnement énergétique est risqué car les gaz emportent de l'energie.

Dans le réf du centre de masse, c'est plus souvent plus simple.

oui tout à fait, en fait la majeure partie de l'énergie de l'explosion est emportée par les gaz (dans le rapport des masses , masse de la fusée/masse éjectée)

Ca se voit par le fait que l'énergie cinétique est p^2/m et que les quantités de mouvement dans le référentiel initial de la fusée sont les mêmes pour la fusée et les gaz après l'explosion (en sens inverse). Dans le référentiel de l'observateur, le bilan est compliqué par le fait que les gaz n'ont pas la même vitesse absolue à chaque explosion puisque leur vitesse de départ varie au fur et à mesure des explosions.

C'est le raisonnement de pm42 qui est correct, si on raisonne avec p, on voit que l'impulsion est la même à chaque explosion, dont aussi la variation de vitesse - au terme correctif près qu'il faut tenir compte de l'allègement de la fusée au fur et à mesure qu'elle fait sauter ses bâtons.

[Deedee81]

Bonjour,

l' énergie cinétique d' un corps est indépendante de tout référentiel !

Tiens, donc, on serait donc des millions d'idiots à avoir obtenus un diplôme universitaire, quelle déchéance <= ton ironique, on l'aura compris.

L'énergie cinétique dépend du référentiel même en physique classique. C'était déjà vrai du temps de Galilée (enfin, un peu après Newton pour être exact, il a d'abord fallu Emilie Duchatelet pour définir correctement et rigoureusement l'énergie cinétique, appelée "force vive" à l'époque).

- Vu les efforts fait par les autres participants pour donner des explications
- Vu le rejet clair et net de la relativité que tu manifestes (ce qui est une violation du point 6 de la charte dont je te conseille la lecture)
- Vu que tu fais une affirmation fautive le doigt levé comme le Schtroumpf à lunettes
- Et vu ton orgueil démesuré (te croire meilleur que tous les physiciens depuis un siècle, eux qui sont à base notamment des technologies qui te permettent de communiquer sur internet)
Il est donc clair que tu n'es pas là pour apprendre quoi que ce soit mais juste pour imposer des fausses idées du haut de ton immense ignorance.

Il est donc temps de fermer. Si cela venait à se reproduire, je serais contraint de mettre une sanction.

Merci de faire attention