Bonjour à tous et à toutes,
J'ai une petite question qui me turlupine l'esprit depuis quelques temps. Soit la situation suivante: un mobile est en mouvement car soumis à une force. Existe-t-il une façon de démontrer expérimentalement que cette force tire ou pousse le mobile? Merci d'éclairer le profane que je suis.
Guy
Bonjour,
La situation n'est pas suffisamment précise pour donner une réponse étayée.
Par exemple, comment sait-on que le mobile est "soumis à une force" ?
(La question est sérieuse, même si l'idée serait que "c'est évident", merci d'aller plus loin.)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonjour ,
Démontrer expérimentalement ????
Ce ne serait pas simplement une question de vocabulaire ?
Le chien tire sur sa laisse ( et tire son maître ) .
Vous poussez sur une armoire pour la mettre en place .
Ce n'est pas clair pour certains ??? ...... Je ne sais pas le démontrer expérimentalement .
Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18
A priori, une force que "pousse" un objet peut être considérée comme s'appliquant à l'arrière de l'objet, alors qu'une force qui "tire" peut-être considérée comme s'appliquant à l'avant de l'objet.
Il convient de préciser qu'ici je considère que l'accélération due à la force est de l'arrière vers l'avant de l'objet.
Ceci considéré, si une force pousse (s'exerce sur l'arrière de l'objet), l'objet doit subir une contrainte de compression, et donc raccourcir.
En effet, à l'application de la force, seul l'arrière va accélérer. Le reste de l'objet ne commencera à accélérer que lorsque l'information l'aura traversé, et ça se fait à la vitesse du son dans l'objet. En conséquence, si l'arrière accélère et pas l'avant, l'objet raccourcit.
Inversement si une force tire (s'exerce sur l'avant de l'objet), l'objet doit subir une contrainte de traction, et donc s'allonger. Pour la même raison que dans l'autre cas.
Dans les deux cas le taux de déformation dépendra de l'élasticité du matériau et la réversibilité de la déformation (retour à la forme originale quand la force cesse d'agir) dépendra de la limite élastique du matériau.
J'attire l'attention sur le fait qu'il existe des forces dont on ne peut définir si elles tirent ou poussent au sens défini au début du message, celles qui s'exerce de manière homogène à toutes les parties de l'objet, comme la gravitation (si l'objet n'est pas trop grand) ou les forces fictives dites d'entrainement.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Justement! Si ces forces sont fictives (et j'y inclus la gravitation), ne serait-ce pas lié au fait qu'on ne peut pas définir si 'elles poussent ou elles tirent' (WTM) ?Envoyé par mach3
Peut-on citer une "vraie" force (i.e., non fictive), s'exerçant sur un solide (parce que sur un point, un gaz ou un liquide, ce n'est pas clair!) qui échapperait au choix binaire?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
A part des situations imaginaires faites exprès pour (genre un corps de densité de charge électrique parfaitement uniforme dans un champ électrique parfaitement uniforme, ou un vaisseau avec une quantité arbitraire de propulseurs un peu partout assurant une compensation parfaite de la traction et la poussée, et si on regarde vraiment dans le détail ca ne fonctionne pas vraiment...bref...), je ne trouve pas d'exemple.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Je suis d'accord avec XK150, c'est une question de vocabulaire et de convention. Pour faire avancer une voiture en panne de carburant, on la pousse si on est derrière et on la tire si on est devant avec une remorqueuse, mais dans les deux cas c'est la même force (à l'intensité près), cela n'a pas de signification physique. Et le chien qui tire sur la laisse, je veux bien, mais son maître tire aussi sur la laisse pour l'empêcher de courir.
A noter qu'un mobile peut être en mouvement même s'il n'est soumis à aucune force et il peut être immobile car soumis à une force.
Comme tout mouvement est relatif, la question ne devrait pas mentionner de condition sur le "mouvement".
Il suffit de dire "soumis à une force".
Pareil. Un solide est immobile dans un certain référentiel, et cela n'a rien à voir avec être soumis à une force.et il peut être immobile car soumis à une force.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
J'ai plusieurs cas amusants en tête.
Quid de la "force d'Archimède"? Il est usuellement question de "poussée d'Archimède" ? Est-ce bien toujours une "poussée"? Comment le solide se déforme-t-il, contraction ou élongation ?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Deuxième cas:
Peut-on inclure un couple dans l'idée de force?
Prenons un mobile mis en rotation par un champ magnétique tournant. Il est poussé ou tiré ? Déformation ?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Troisième cas:
Une aile d'avion en vitesse uniforme par rapport à l'air "homogène". La portance tire l'aile, ou pousse l'aile ?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Encore un, en rapport avec les forces fictives.
Quelqu'un debout sur le sol, immobile dans le référentiel du sol, avec une pesanteur non nulle. Que dire de la force de contact entre les pieds et le sol ?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Newton parlait de mouvement et de forces, on ne doit jeter tout cela à la poubelle. Le lampadaire au dessus de ma tête est (heureusement) immobile malgré la force qui est son poids, et cela est dû à la force de réaction du crochet fixé au plafond. Pourquoi vouloir à tout prix tout embrouiller avec des questions de relativité? Tant qu'on y est, allons-y avec la relativité générale, pourquoi pas? Je me souviens d'une lettre d'Einstein à son ami Besso dans laquelle il expliquait l'exemple de mon lampadaire selon sa théorie générale, mais c'était ironique, pour répondre à Besso qui se plaignait de ne pas comprendre comment la physique habituelle était représentée dans cette théorie. On pourrait aussi écrire le hamiltonien du lampadaire et calculer ses valeurs propres.
réponses à l'emporte pièce :
La force est vers le haut, la pression est plus forte en bas qu'en haut de l'objet, ça pousse plus fort dans le sens de l'accélération que dans le sens inverse, donc au bilan je dirais que ça "pousse" et qu'il y a contraction.
Dans ce cas je dirais qu'il y a cisaillement... "pousser" ou "tirer" ne s'appliquerait pas ?
Pareil que pour archimède, la force est vers le haut, la pression est plus forte en-dessous qu'au dessus de l'aile, ça pousse plus fort dans le sens de l'accélération que dans le sens inverse, donc au bilan je dirais que ça "pousse".
Ca pousse vers le haut.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Parce que c'est essentiel, et cela depuis Galilée. "Relativité" ne réfère pas, contrairement à ce qu'on voit dans les médias et autres, seulement aux théories du début du XXème.
Le principe de relativité (le concept, le terme est postérieur) vient de Galilée, et est incorporé dans le modèle de Newton, et signifie dès le début que la différence entre mouvement et immobilité est relative.
On attribue à Galilée la phrase "Le mouvement est comme rien". Et l'idée est décrite dans le Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, Galileo Galilei, 1632.
Et cela n'embrouille pas, bien au contraire, car cela permet de prendre en compte l'arbitraire du choix de référentiel, donc de ce concentrer sur ce qui est pertinent, physique.
Dernière modification par Amanuensis ; 04/10/2024 à 09h25.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Evidemment, je sais tout cela. Je me mets seulement dans le cadre de la question initiale qui pose une question ("pousse ou tire?") qui à mon avis relève de conventions relatives à la statique. On aurait pu poser la question à Archimède, il savait déjà tout ce qu'il faut pour y répondre.
Pour le cas de la portance:
À ce que j'en comprends, ce n'est pas comme la poussée d'Archimède. La portance est un phénomène complexe, source de controverses, mais il semble bien que l'aile soit tirée vers le haut, i.e., c'est la dépression au-dessus qui est considérée comme à l'origine de la portance.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Désolé, mais il y avait des raisons de répondre comme je l'ai fait.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Pour l'appui sur le sol en présence de pesanteur:
Bien d'accord.
Mais je me demande si c'est bien compris de tout le monde. Et en particulier qu'il ne s'agit pas d'une réaction à la pesanteur. (Si on prends seulement la gravitation en compte, modèle de Newton, il est clair que la Terre "tire" la personne, et que la force de réaction est la traction (at-traction) qu'exerce la personne sur la Terre, c'est comme la laisse entre le piéton et son chien.)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Je reviens sur la poussée d'Archimède.
Bien sûr on pense tout de suite à un solide dans l'eau.
Si on prend un caillou posé sur le sol, cela peut interpeler de dire qu'alors que l'atmosphère exerce une pression de 1 daN par cm² (ou abusivement 1 kg/cm², mais ma balance est graduée en kg, pas en daN), qui est le poids de la colonne d'air et qu'il n'y a pas (apparemment) d'air sous le caillou, la poussée d'Archimède pousse le caillou vers le haut!
Bref. J'arrête là, mais cette question anodine sur pousser ou tirer est pour moi intéressante, quoi qu'on en dise, car elle amène matière à petites réflexions, qu'on peut utiliser en pédagogie de la physique élémentaire.
Dernière modification par Amanuensis ; 04/10/2024 à 09h52.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
HS
@Thm55
Bonjour,
J'ai bien conscience que certaines de mes interventions vous agacent, et j'en suis désolé, je préfèrerais qu'il en soit autrement.
J'ai une conscience aigu qu'il s'agit d'un forum public, et mes interventions sont par défaut destinées à tout le monde, même si certaines paraissent, par la forme, destinées à une personne particulière (quand c'est le cas je l'indique explicitement, comme pour ce message-ci).
Par ailleurs, si je prends la réciproque, on me rend un service en signalant les erreurs que je commets dans mes messages, car alors je peux améliorer mes interventions, les améliorer au sens de mes buts, qui sont le partage et la "vulgarisation de qualité".
Je recherche plutôt le fonctionnement constructif "en ping-pong" (comme cela se produit de temps en temps avec Mach3), et déteste les "discussions" en forme de polémique.
Si ma manière de faire vous agace trop, indiquez le moi, et je cesserai d'intervenir sur vos messages.
Cordialement,
[Note: ce message n'appelle pas de réponse de mon point de vue, mais si répondre semble utile, utiliser la messagerie privée.]
[Note à la modération: Message à détruire dès que lu par le destinataire]
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Mais pas du tout, tes interventions ne m'agacent absolument pas, je suis désolé si j'ai donné cette impression. En général je consacre peu de temps à ces forums car j'ai une vie à côtéet je rédige très vite sans beaucoup relire (sauf pour corriger les fautes dans les 5 minutes post-post). Cela peut donner des réponses un peu sèches qui peuvent donner l'impression que je suis agacé. Mais ce n'est pas le cas et je présente mes excuses si j'ai donné cette impression. Et je n'ai pas vu d'erreurs dans tes interventions, sinon je ne mes serais pas privé de les signaler en toute amitié.
Je suis de l'avis de Mach3, la différence entre pousser ou tirer peut se voir en regardant le tenseur des contraintes de l'objet. Or, les forces pour pousser ou tirer un objet serait théoriquement identiques si la loi de Hooke était parfaitement vérifiée (?). Mais cette loi n'est qu'une approximation (DL de Taylor). Donc, il devrait être possible de distinguer...
Il y a un flux d'impulsion orientée vers le haut (l'impulsion, pas le flux) dû aux collisions des molécules de l'air avec la surface inférieure de l'aile. En effet, les molécules qui montent et rencontrent l'aile rebondissent, donc cèdent de l'impulsion vers le haut, et prennent de l'impulsion vers le bas (donc au bilan le dessous de l'aile gagne deux fois de l'impulsion vers le haut)
Il y a un 2e flux orienté vers le bas dû aux collisions des molécules d'air avec la surface supérieure de l'aile.
Pour qu'il y ait portance, il faut que le 1er flux surpasse le second.
Pour moi ça correspond bien à une "poussée". Il y a deux poussées, une par en-dessous, une par au-dessus et celle du dessous gagne dans le cas où il y a portance.
Mais bon l'aéronautique n'est pas ma spécialité et il y a beaucoup d'idées fausses qui circulent à ce sujet (dont je pourrais être victime) donc je me garderais d'être plus affirmatif que cela.
A y réfléchir, il semble que pour une "traction", il faille une attraction entre des constituants du système et des constituants de son environnement qui sont "au contact" (*), c'est-à-dire que si on tente d'éloigner les seconds, cela force les premiers à suivre. Il y a une notion de liaison.
Pour une "poussée", il suffit d'une répulsion entre les constituants.
Après en mécanique des fluides, il y a bien cette idée du flux d'air qui resté "collé" aux parois (voir l'effet Coanda par exemple), comme s'il y avait une interaction attractive entre le flux d'air et la paroi, mais comme je l'analyse (peut-être erronément), il semble que cela soit seulement une résultante.
*: je mets des guillemets parce qu'il n'existe pas de "vrai" contact, il faudrait plutôt dire que chacun est mutuellement dans le puits de potentiel de l'autre.
Je pense que ce n'est généralement pas bien compris (cf mon histoire personnelle, je n'ai bien compris ça qu'assez récemment et ait croisé beaucoup d'interlocuteur qui ne l'avait pas compris depuis). C'est clair qu'à regarder de cette façon, le terme "attraction" semble malheureux.
La force de contact avec le sol est une répulsion entre les constituants du sol et les constituants des pieds de la personne qui s'y tient debout.
Néanmoins, debout sur le sol, nous sentons des parties de nous qui sont tirés vers le bas (nos bras attachés à nos épaules par exemple) et il est tentant de dire que c'est la pesanteur qui tire. Sauf que ce qui tire ici, ce sont de forces de tension internes à notre corps, pas la pesanteur.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Je pense aussi que c'est un bon critère. Il limite la question aux solides déformables.
Pour la portance et l'aile je ne sais pas où trouver une indication sur les contraintes sur l'aile...
Dernière modification par Amanuensis ; 04/10/2024 à 12h10.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
peut-être à partir de intrados/extrados ,?Pour la portance et l'aile je ne sais pas où trouver une indication sur les contraintes sur l'aile...
Bonjour,
Est-ce que cette étude de déformation, portée non pas sur un solide mais sur un fluide dans le fluide (une bulle qui monte dans un verre d'eau qui pique par exemple), apporterait un( ou des) élément de réponse ? Les bulles qui montent sont-elles exactement sphériques, ou subissent-elles une déformation d'autant plus ample que la différence de densité est grande? Merci.
Dernière modification par grosboul ; 04/10/2024 à 15h50.
Bonne question.
Le wiki francophone semble donner la réponse:
Par le critère de déformation, cela tendrait à dire que les bulles sont poussées par la poussée.Selon leur volume, les bulles de gaz montent plus ou moins vite dans un liquide (sous l'effet de la poussée d'Archimède). Pour les petits volumes, les bulles sont sphériques (bulles de champagne). Mais pour des volumes plus grands, leur vitesse les déforme et elles adoptent un forme d’ellipsoïde aplati (de plus, souvent écrasée sur le dessus et parfois creusée sur le dessous). Pour les forts volumes, les bulles montrent une forme de calotte sphérique ou ellipsoïdale, éventuellement creusée sur leur dessous).
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Intéressant, mais il pourrait y avoir un biais, mis en gras dans l'extrait. La vitesse déforme les bulles, ce qui se superpose à une déformation liée à la poussée d'Archimède. D'ailleurs de la façon dont c'est écrit, on peut conclure que l'auteur pense que c'est uniquement la vitesse qui donne une forme ellipsoide ou autre (et dans le cas où ce serait prépondérant, cela lui donnerait raison).
Idéalement il faudrait mesurer la forme d'une goutte de liquide peu miscible à l'eau mais de densité proche de l'eau (anisole? alcool benzylique?), afin qu'elle ait une vitesse faible voire nulle. Si la goutte est un ellipsoïde oblate, alors c'est qu'il y a poussée.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Je ne vois pas ce que cela change. La seule (vraie) force qui s'exerce c'est la poussée d'Archimède, que la vitesse relativement au liquide soit nulle ou pas. La poussée d'Archilmède est la somme des forces de contact entre la bulle et l'eau, quelle que soit la vitesse relative.
Le seul argument pour dire que cela ne colle pas avec le message #1 serait de refuser qu'il s'agisse d'une "force unique". C'est un bon argument, mais il est indépendant de la vitesse.
D'ailleurs cela pourrait s'appliquer à la portance sur une aile...
Et cela a aussi un rapport avec la poussée du sol sur les pieds. Dans les deux cas la force n'apparaît qu'en présence d'une pesanteur non nulle dans le référentiel d'immobilité du fluide, et est orientée à l'opposé de l'accélération de la pesanteur.
Dernière modification par Amanuensis ; 04/10/2024 à 18h28.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
