Réaction normale dans un ascenseur avec accélération

[Matt1627]

Bonjour, prenons une personne qui est dans un ascenseur qui est en mouvement vers le haut ou vers le bas avec une accélération non constante, je ne comprend pas pourquoi vers le haut la réaction normale subie par la personne est supérieure à son poids et vers le bas c'est l'inverse. Pour moi, la norme de la réaction normale doit être égale à la norme du poids et vu que leur vecteurs sont en sens inverse, ils se compensent ce qui permet à la personne de ne pas bouger dans l'ascenseur. Quelqu'un saurait-il m'expliquer intuitivement comment ça se passe ?

Merci d'avance à toute personne m'accordant un peu de son temps.
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[Matt1627]

En fait, j'aurais plutôt tendance à penser l'inverse c'est-à-dire que quand l'ascenseur va vers le bas il exerce une force supplémentaire au poids orienté lui aussi vers le bas donc la réaction normale doit être supérieure au poids pour que la personne reste debout et si par contre l'ascenseur monte, la force de l'ascenseur est dans le même sens que la réaction normale donc celle-ci doit être plus faible que le poids pour le compenser.

[Deedee81]

Salut,

Désolé du manque de réactions, il semble y avoir de gros soucis réseaux internet en France !!!!

Bon, l'ascenseur

Le vecteur accélération est communiqué à l'ascenseur, pas au voyageur. Prenons le cas où son accélération augmente pendant qu'il monte (en fait une accélération constante suffit).
Si le voyageur ne subit pas cette accélération, il va .... s'enfoncer dans le plancher (l'ascenseur va monter plus vite que lui). Et donc le plancher va le "pousser" pour que lui aussi soit accélérer et "suive".

Donc la force du plancher (la force normale) sera la réaction due à son poids (réaction vers le haut, là aussi pour ne pas s'enfoncer dans le sol) + cette force due à l'accélération. Toutes les deux vers le haut. Et donc ça s'additionne.

Même genre de raisonnement pour une décélération / accélération vers le bas.

Une bonne habitude à prendre, noter toutes les forces appliquées et leurs réactions. Après ça devient naturel.

[Matt1627]

Du coup si je suis votre raisonnement, dans le cas d'un mouvement vers le bas si la réaction normale n'est pas inférieure au poids alors "on se prendrait le plafond", on serait en apesanteur ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Du coup si je suis votre raisonnement, dans le cas d'un mouvement vers le bas si la réaction normale n'est pas inférieure au poids alors "on se prendrait le plafond", on serait en apesanteur ?

Tout juste En tout cas on décollerait du sol, ce qui peut d'ailleurs arriver (a bien y réfléchir ça peut être plus complexe que vers le haut, il y a deux cas différents selon que l'accélération est inférieur ou supérieure à l'accélération de la pesanteur).

[Matt1627]

Ok super merci beaucoup pour votre aide.

[Matt1627]

Du coup, j'ai 2 autres questions, est-ce que cela explique le fait que l'on se sente "plus léger" quand l'ascenseur descend si je dis que le poids étant constant et la réaction normale diminuant, la somme des forces extérieures appliquées sur la personne est moins importante que lorsque l'ascenseur monte où la réaction normale devient supérieure au poids toujours constant donc la somme des forces augmente aussi et donc on va se sentir "plus lourd" ?

[Matt1627]

Si les câbles de l'ascenseur lâchent et qu'il se retrouve en chute libre, j'imagine bien que la personne va se retrouver plaquée contre le sol de l'ascenseur dans la chute mais du coup j'arrive pas à savoir comment retrouver ce que va valoir la réaction normale.

(C'est ma deuxième interrogation)

[gts2]

Si les câbles de l'ascenseur lâchent et qu'il se retrouve en chute libre, j'imagine bien que la personne va se retrouver plaquée contre le sol de l'ascenseur dans la chute.

Non si l'ascenseur est en chute libre, si vous suivez le début de votre raisonnement du message #7, vous serez tellement "léger" que vous aller flotter.
Le poids a tendance à vous faire chuter, c'est le plancher de l'ascenseur qui empêche la chute. Si le plancher fuit sous vos pieds ...

[coussin]

Oui à votre première question.
Si les câbles lachent, vous ne serez pas plaqué au sol. Vous serez en apesanteur dans la cabine.

[Matt1627]

Ah du coup vu que la personne flotte, la réaction normale est nulle non ? Mais du coup j'arrive pas à voir comment c'est possible.

Sinon, du coup mon raisonnement du message #7 est correct ?

[gts2]

Si je dis que le poids étant constant et la réaction normale diminuant, la somme des forces extérieures appliquées sur la personne est moins importante que lorsque l'ascenseur monte où la réaction normale devient supérieure au poids toujours constant donc la somme des forces augmente aussi et donc on va se sentir "plus lourd" ?

Ce qui compte n'est pas la résultante (qui peut être la même dans les deux cas, en intensité, si les deux accélérations sont opposées), mais ce que ressent la plante de vos pieds et donc l'action du plancher de l'ascenseur sur vous.

[Matt1627]

j'avais pas vu votre message @coussin, merci

[Matt1627]

Pouvez-vous développer votre message #12 @gts2 svp ?

[gts2]

En cas de contact avec le plancher, l'accélération du passager est égale à celle de l'ascenseur, donc, d'après le principe fondamental, la résultante R=ma ; si les deux accélérations sont les mêmes au signe près, R est le même au signe près.

Le ressenti d'un individu se fait par les capteurs de celui-ci et dans le cas présent le toucher (la plante des pieds en l'occurence) et la pression ressentie dépend bien de l'action du plancher de l'ascenseur sur ceux-ci

(Le système vestibulaire de l'oreille doit aussi réagir mais on s'éloigne du cadre de la question)

[Matt1627]

Honnêtement, j'ai du mal à comprendre mais c'est parce que je ne dois pas avoir les connaissances requises. J'ai du mal à voir le lien avec mon message #7. Du coup, je ne sais pas: il n'est pas correct ou pas assez précis ?

[mach3]

Du coup, j'ai 2 autres questions, est-ce que cela explique le fait que l'on se sente "plus léger" quand l'ascenseur descend si je dis que le poids étant constant et la réaction normale diminuant, la somme des forces extérieures appliquées sur la personne est moins importante que lorsque l'ascenseur monte où la réaction normale devient supérieure au poids toujours constant donc la somme des forces augmente aussi et donc on va se sentir "plus lourd" ?

On est contraint d'avoir la même accélération que l'ascenseur, or deux forces s'appliquent, le poids et la réaction. La première est constante alors que la 2e s'ajuste pour que l'accélération ait la valeur voulue. C'est cette réaction qui témoigne du ressenti (plus lourd/plus léger et attraction vers le sol ou le plafond de l'ascenseur). Si l'ascenseur est en mouvement rectiligne uniforme, alors nous aussi, donc la réaction est égale au poids (au sens près), donc pas de ressenti qui diffère de l'immobilité.

quand l'ascenseur descend ou monte à vitesse constante, on ne se sent ni plus léger ni plus lourd. Quand l'ascenseur accélère vers le haut (immobile, il se met à monter, ou descendant, il se stoppe), on se sent plus lourd. Quand l'ascenseur accélère vers le bas (immobile, il se met à descendre, ou montant, il s'arrête), on a plusieurs cas en fonction la norme de cette accélération :
-on se sent plus léger quand cette accélération est inférieure en norme à celle de la pesanteur
-si l'accélération vers le bas de l'ascenseur est celle la pesanteur (=chute libre) on est en apesanteur
-si l'accélération vers le bas est entre 1 à 2 fois celle de la pesanteur, on se sent plus léger mais on est à l'envers dans l'ascenseur (on est "attiré" vers le plafond, pas vers le sol)
-si l'accélération vers le bas est de plus de 2 fois celle de la pesanteur, on se sent plus lourd mais on est à l'envers dans l'ascenseur (on est "attiré" vers le plafond, pas vers le sol)

m@ch3

[Matt1627]

Ah oui du coup c'est bien plus compliqué que je ne le croyais, merci beaucoup à tous ceux qui m'ont aidé.

[gts2]

J'ai du mal à voir le lien avec mon message #7. Du coup, je ne sais pas: il n'est pas correct ou pas assez précis ?

Dans votre message #7:
"l'on se sente "plus léger" quand l'ascenseur descend si je dis que le poids étant constant et la réaction normale diminuant, la somme des forces extérieures appliquées sur la personne est moins importante".
C'est juste jusqu'à "la réaction normale diminuant" (c'est ce que ressentent vos pieds) et c'est faux ensuite "forces extérieures ... moins importante" pour deux raisons : la résultante n'est pas forcément moins importante (en particulier à l'arrêt celle-ci est nulle) et cela n'a pas d'effet sur le ressenti des pieds.

[f6bes]

Ah oui du coup c'est bien plus compliqué que je ne le croyais, merci beaucoup à tous ceux qui m'ont aidé.

Bjr à toi, Meme chose que dans avion " zéro G" ! (tout le monde flotte là dedans ).
Bonne journée

[Deedee81]

Salut,

Bjr à toi, Meme chose que dans avion " zéro G" ! (tout le monde flotte là dedans ).

A noter que c'est lié aux montagnes-russes, au moment ou le wagonnet plonge : on a l'impression d'avoir l'estomac qui "remonte". Mais c'est bêtement cet effet là (même si là on n'est pas en apesanteur, le wagonnet étant fixé aux rails..... vaut mieux d'ailleurs )

[le_STI]

Salut à tous.

Etant donné que seul mach3 a relevé ce point, je me permet d'insister sur une chose : le ressenti ne dépend pas uniquement du sens de déplacement de l'ascenseur, mais également de son accélération ou décélération :

[...] (immobile, il se met à monter, ou descendant, il se stoppe), on se sent plus lourd. [...] (immobile, il se met à descendre, ou montant, il s'arrête), on a plusieurs cas en fonction la norme de cette accélération [...]

Concernant le message initial :

... en mouvement vers le haut ou vers le bas avec une accélération non constante ...

J'imagine que tu voulais parler d'une vitesse non constante (mouvement accéléré) ?
Il est possible que l'accélération soit variable, ce qui ferait qu'on se sentirait plus ou moins lourd/léger pendant ces variations, mais ce n'est pas indispensable pour ressentir l'alourdissement/l'allègement dont on parle depuis le début de cette discussion

[Matt1627]

Oui c'est ça @le_STI, je me suis mal exprimé.