La force centrifuge qui n'existe pas

[Black Jack 2]

Ben si, c'est précisément inventer des forces qui n'existent pas, désolé.

N'importe quoi.
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[Morteen]

N'importe quoi.

Hum... J'ai beaucoup de respect pour tes nombreuses connaissances mais là tu es un peu court.
��

[sh42]

Pour le centripète ou le centrifuge, rien ne vaut l'expérience.

Si, je mets une masselotte au bout d'une ficelle et que je fais tourner le tout à la main suivant un axe horizontal, arrivé à une certaine vitesse la masselotte tourne d'une manière régulière.

S'il y avait une force centripète, la masselotte en position verticale se précipiterait vers la main car cette force s'ajouterait à celle de l'attraction terrestre.

[gts2]

Bonjour,

Je ne vois pas en quoi c'est une preuve et encore une fois cela dépend du référentiel, donc on peut décrire l'expérience avec ou sans force centrifuge ... mais toujours avec une force centripète.

[Sethy]

Pour le centripète ou le centrifuge, rien ne vaut l'expérience.

Si, je mets une masselotte au bout d'une ficelle et que je fais tourner le tout à la main suivant un axe horizontal, arrivé à une certaine vitesse la masselotte tourne d'une manière régulière.

S'il y avait une force centripète, la masselotte en position verticale se précipiterait vers la main car cette force s'ajouterait à celle de l'attraction terrestre.

Je vous prends aux mots "rien ne vaut l'expérience".

Que se passe-t-il si alors que la masselote est mouvement circulaire, on coupe soudainement la ficelle ?

[Cyrano]

Je vous prends aux mots "rien ne vaut l'expérience".

Que se passe-t-il si alors que la masselote est mouvement circulaire, on coupe soudainement la ficelle ?

si la masselotte tourne, son accélération est centripète et donc la force aussi. Si on coupe la ficelle, la force n'existe plus et elle prend la tangente (qui devient une parabole avec le poids). C'est de la physique élémentaire de lycée.

[Sethy]

si la masselotte tourne, son accélération est centripète et donc la force aussi. Si on coupe la ficelle, la force n'existe plus et elle prend la tangente (qui devient une parabole avec le poids). C'est de la physique élémentaire de lycée.

On est bien d'accord. Mais je posais la question à sh42.

[sh42]

Bonjour,

En coupant la ficelle, la masselotte prend la tangente. Donc elle s'éloigne du centre de rotation.

[gts2]

OK et donc en quoi votre expérience implique qu'il n'y a pas de force centripète ?
Sinon avec votre expérience, on peut même mesurer cette force centripète : il suffit d'intercaler un capteur de force entre votre main et la ficelle.

[sh42]

Vu que la masselotte libérée fuit le centre, ce serait dû à une force centrifuge.

[antek]

La masselotte prend la tangente, au sens littéraire ou géométrique ?

[gts2]

Vu que la masselotte libérée fuit le centre, ce serait dû à une force centrifuge.

Dans le référentiel tournant, oui.

[sh42]

Dans le référentiel tournant, oui.

Dans le référentiel terrestre également.

La masselotte prend la tangente, au sens littéraire ou géométrique ?

Dans le sens littéraire, c'est certain. Dans le sens géométrique, à la louche, c'est sûr, après suivant le delta du temps, c'est de moins en moins sûr.

[gts2]

Dans le référentiel terrestre également.

Dans le référentiel terrestre, par définition, il n' y a pas de force centrifuge.
Le centre n'a pas de signification dynamique (une fois la ficelle cassée quel rôle pourrait jouer le centre ?), il peut être l'origine du repère.
Le mouvement dans le référentiel terrestre est une parabole due à g, incohérent avec le mouvement du à une force centrifuge.

[sh42]

Si par définition la force centrifuge n'existe pas, le débat est clos.

Il faut donner un nom aux forces qui poussent les gouttes d'eau vers l'extérieur du pelage du chien qui s'ébroue lorsqu'il sort d'un bain dans la rivière.

[coussin]

Je ne pense pas que quelqu'un a dit "la force centrifuge n'existe pas", de manière aussi catégorique.
Mais il a été fait la différence entres forces fondamentales (c'est bien simple, il n'en existe que 3 types : électromagnétique, nucléaire faible et forte) et forces d'entraînement (qui peuvent être annulées par un changement de référentiel. Je mets d'ailleurs dans cette catégorie la gravitation ).

Il me semble clair que la force centrifuge qui permet aux chiens de se sécher n'est ni d'origine électromagnétique, ni nucléaire faible ou forte. Ne pensez-vous pas ?

[sh42]

Je ne pense pas que quelqu'un a dit "la force centrifuge n'existe pas", de manière aussi catégorique.

.

C'est vrai, cela n'a pas été dit mais écrit au #1.

[gts2]

Si par définition la force centrifuge n'existe pas, le débat est clos.

"n'existe pas" ... dans un référentiel galiléen.

Il faut donner un nom aux forces qui poussent les gouttes d'eau vers l'extérieur du pelage du chien qui s'ébroue lorsqu'il sort d'un bain dans la rivière.

Si vous étudiez le mouvement de l'eau dans le référentiel lié au poil, cette force est la force centrifuge.
Si vous étudiez cela dans le référentiel terrestre, au premier ordre la force est perpendiculaire au poil et la goutte en G0 à t=0 va passer en G1, donc bien s'écarter radialement par inertie.

[Cyrano]

Si par définition la force centrifuge n'existe pas, le débat est clos.

Il faut donner un nom aux forces qui poussent les gouttes d'eau vers l'extérieur du pelage du chien qui s'ébroue lorsqu'il sort d'un bain dans la rivière.

ce n'est pas la force centrifuge, c'est la tension superficielle qui "colle" l'eau aux poils et qui fait qu'elle suit leur mouvement.

[Sethy]

Bonjour,

En coupant la ficelle, la masselotte prend la tangente. Donc elle s'éloigne du centre de rotation.

A ce moment là, quelles sont les forces en présence ? Il n'y a plus de force exercée par la ficelle. Quelle autre force subsisite-t-il ? Exercée par quoi ?

La masselote va en ligne droit (si on néglige g) comme le prévoit la 1ère loi de Newton. En l'absence de force, un mobile va en ligne droite.

A l'avant dernier instant où le mobile était relié à la ficelle, il a changé de direction pour adopter une trajectoire tangeante à la direction de la ficelle. Et au dernier instant, la ficelle est coupée -> Il n'y a plus de force -> le mobile va en ligne droite et poursuit sa trajectoire exactement dans la même direction qu'à l'instant d'avant, c'est à dire tangentiellement par rapport à l'axe de la ficelle avant d'être coupée.

Vu que la masselotte libérée fuit le centre, ce serait dû à une force centrifuge.

D'où provient cette force ? Le mobile n'est plus rattaché à rien. Il va simplement en ligne droite.

[Black Jack 2]

A ce moment là, quelles sont les forces en présence ? Il n'y a plus de force exercée par la ficelle. Quelle autre force subsisite-t-il ? Exercée par quoi ?

La masselote va en ligne droit (si on néglige g) comme le prévoit la 1ère loi de Newton. En l'absence de force, un mobile va en ligne droite.

A l'avant dernier instant où le mobile était relié à la ficelle, il a changé de direction pour adopter une trajectoire tangeante à la direction de la ficelle. Et au dernier instant, la ficelle est coupée -> Il n'y a plus de force -> le mobile va en ligne droite et poursuit sa trajectoire exactement dans la même direction qu'à l'instant d'avant, c'est à dire tangentiellement par rapport à l'axe de la ficelle avant d'être coupée.



D'où provient cette force ? Le mobile n'est plus rattaché à rien. Il va simplement en ligne droite.

Il va en ligne droite dans le référentiel terrestre (quasi Galiléen) et si on "oublie" la gravité.
Mais il ne va pas du tout en ligne droite dans un référentiel lié à la main qui continue à tourner.
*****
Pour simplifier le problème, et ne pas avoir la gravité qui complique un peu les choses, je t'invite à résoudre ceci :

Soit un cercle de centre O et de rayon R = 10 m loin de tout astre dans l'espace.
Un point A (une main ?) tourne sur ce cercle à la vitesse angulaire de 2.Pi rad/s.
Une ficelle de 5 m a un bout attaché au point A.
A l'autre bout B de la ficelle on a un objet ponctuel M de masse m = 1 kg.

Le référentiel d'étude choisi est défini par un repère lié au point A, ce repère est d'origine O, son axe des abscisses suivant le segment de droite OA (sens positif de O vers A) et un axe des ordonnées dans le plan du cercle et perpendiculaire à OA. (choisis le sens positif que tu préfères).

a) Dans le référentiel décrit ci-dessus, quelle est l'équation de la trajectoire du point M ?

b) En t = 0, on coupe la ficelle, quelle est l'équation de la trajectoire du point M ? (dans le référentiel décrit ci-dessus bien entendu)

Et il faut ensuite expliquer cette trajectoire (dans le référentiel imposé) ... et pour cela, il va falloir avoir recourt à la force centrifuge et à la force de Coriolis.

On ne peut évidemment pas démontrer que ces forces inertielles n'existent pas en raisonnant sur avec un autre référentiel qui lui serait Galiléen.

[gts2]

On en revient toujours au même : "de quoi que je cause ?", dans le cas présent, quel est le référentiel ?
Dans une bonne partie des messages, celui-ci n'est pas défini, donc on peut dire n'importe quoi.

[stefjm]

Ce n'est quand même pas si compliqué d'admettre que F=m.a et qu'un changement de référentiel introduit ou supprime des termes dans cette équation...
Si?

[OnlineMeteo]

Les mots centripète et centrifuge sont géométriques. Cela permet théoriquement de les sous-considérer au titre que la géométrie dépend du référentiel.
Néanmoins, savoir s'il faut poser une hiérarchie des référentiels est un débat, il ne suffit pas d'évoquer des relativistes de la géométrie pour dire qu'il n'y a pas de débat.
En physique appliquée, ça fait des siècles qu'une force centripète du référentiel galiléen a un statut fondamental.

Au sujet de la force centrifuge, il y a quiproquo entre ce que recherche le public (écrasement sur paroi dans un virage, analysable en référentiel galiléen) et ce qu'ont voulu les modélisateurs, à savoir écrire une équation F*=ma* en référentiel tournant. L'écrasement est réel mais ce n'est pas une force : c'est une convergence de forces. En langage moderne, on évite souvent de rester avec la notion de force en milieu continu mais par fidélité à Newton on aurait le droit d'identifier des forces : en milieu continu, la rotation pousse bien à des convergences de force.

[titijoy3]

Les mots centripète et centrifuge sont géométriques. Cela permet théoriquement de les sous-considérer au titre que la géométrie dépend du référentiel.
Néanmoins, savoir s'il faut poser une hiérarchie des référentiels est un débat, il ne suffit pas d'évoquer des relativistes de la géométrie pour dire qu'il n'y a pas de débat.
En physique appliquée, ça fait des siècles qu'une force centripète du référentiel galiléen a un statut fondamental.

Au sujet de la force centrifuge, il y a quiproquo entre ce que recherche le public (écrasement sur paroi dans un virage, analysable en référentiel galiléen) et ce qu'ont voulu les modélisateurs, à savoir écrire une équation F*=ma* en référentiel tournant. L'écrasement est réel mais ce n'est pas une force : c'est une convergence de forces. En langage moderne, on évite souvent de rester avec la notion de force en milieu continu mais par fidélité à Newton on aurait le droit d'identifier des forces : en milieu continu, la rotation pousse bien à des convergences de force.

il s'agit d'une énergie potentielle libérée à l'instant "T" pendant une durée "D", non ?

[OnlineMeteo]

Pendant la rotation, de l'énergie potentielle est stockée dans les liaisons car tous les "ressorts" sont forcés hors de leur équilibre statique. C'est justement ce que montre la divergence des contraintes.
Je parlais de l'exemple de convergence sur une paroi (forte pression pour un fluide) qui comprime les liaisons mais sans paroi c'est au contraire la divergence qui étire les liaisons, comme le bras d'un lanceur de marteau.

[antek]

. . . de l'énergie potentielle est stockée dans les liaisons car tous les "ressorts" sont forcés hors de leur équilibre statique . . .

Cela suppose des liaisons élastiques.
Comment cette énergie est-elle impliquée dans le mouvement de la masse "libérée" ?

[stefjm]

Conservation de l'énergie dans le ref fixe, avant et après le lâché :

[gts2]

Que désigne J, v ... ?

Si v désigne la vitesse de la masselotte au bout de la ficelle (message #65 de @Sethy), cela n'a pas grand sens.

[stefjm]

: Moment d'inertie de la masse tournante
vitesse angulaire de rotation.
: vitesse linéaire après lâché.

Et du coup j'ai un gros doute sur la conversion d'énergie en rotation en énergie de translation...