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Les forces appliquées lors d'une accélération



  1. #1
    VinZB

    Les forces appliquées lors d'une accélération


    ------

    Bonjour la communauté,
    je fais un TPE sur les effets de l'accélération sur le corps humains et dans une partie on aborde les phénomènes physiques.Par conséquent, je voulais savoir si l'on pouvait m'expliquer les forces appliquées a l'accélération car le net n'explique pas très bien.De plus, il n'y a que très peu d'articles donc si je pouvais avoir un coups de pouce pour commencer se serait sympa ^^
    Merci

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    zoup1

    Re : Les forces appliquées lors d'une accélération

    Hum,
    Accélération et force c'est quasiment la même chose.
    Pour être un peu plus précis ce qui définie une force c'est la variation de la quantité de mouvement de l'objet sur lequel elle s'applique, c'est à dire le plus souvent le produit de la masse de l'objet par l'accélération.
    F = m a

    Mais il faut peut-être que tu précises un peu plus les questions que tu te poses pour qu'on puisse répondre plus directement.
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  4. #3
    VinZB

    Re : Les forces appliquées lors d'une accélération

    merci de ta réponse rapide
    les questions qui me viennent a l'esprit sont :
    -Les forces liés à l'accélertion curviligne?
    -Comment les forces centrifuge et centripète sont appliquées et agissent?
    -Forces fictives?
    -Dans le cas d'une accélération rectiligne avec comme modèle l'avion de chasse la force appliquée et la poussée ou d'autres forces sont en jeu?
    -Sachant que accélération=mouvement y a t il d'autres types de mouvement que rectiligne et curviligne?
    -Une décélération est-elle bien un accélération négative et cela change t il quelque chose or mis la direction des vecteurs?
    Merci de vos réponses

  5. #4
    zoup1

    Re : Les forces appliquées lors d'une accélération

    Citation Envoyé par VinZB Voir le message
    -Les forces liés à l'accélertion curviligne?
    L'accélération curviligne, cela n'existe pas... on parle d'accélération tangentielle ou normale lorsque l'on a une trajectoire quelconque pour désigner les accélérations qui sont respectivement dirigées dans la direction de la trajectoire et perpendiculairement à la trajectoire (dans la direction de sa courbure).
    Citation Envoyé par VinZB Voir le message
    -Comment les forces centrifuge et centripète sont appliquées et agissent?
    Attention: on entre en terrain mouvant :
    Centrifuge et centipète désigne des forces qui ont tendance respectivement à éloigner ou à rapprocher d'un centre.

    Souvent ces termes sont utilisés pour désigner non pas des forces mais des forces fictives (ou pseudos forces). On va en parler dans la réponse suivante.
    Citation Envoyé par VinZB Voir le message
    -Forces fictives?
    --- C'est un peu long tout cela mais ce ne sont pas des notions très simples.


    La définition que j'ai donné tout à l'heure d'une force comme étant ce qui une accélération (à un facteur de masse près) n'est valable que lorsque l'accélération dont on parle est l'accélération mesurée dans ce qu'on appelle un référentiel inertiel (ou galliléen).

    Pour faire simple (un peu trop simple peut-être) un référentiel inertiel est un référentiel fixe (fixe par rapport au reste de l'univers) ou en translation rectiligne uniforme par rapport à un autre référentiel inertiel. Cela dépend des problèmes que l'on considère mais souvent on considère qu'un référentiel lié à la terre est un référentiel inertiel (ce n'est qu'une approximation qui n'est valable que pour des expériences de courtes durée).
    Il est cependant parfois plus pratique de décrire le mouvement des objets que l'on considère dans d'autres référentiels que des référentiels inertiels. Par exemple, lorsque l'on est dans une voiture ou dans un train qui se déplace accélère, décélère ou tourne... il n'est pas forcément très judicieux de décrire le mouvement de ce qui se passe dans le véhicule par rapport à la terre. On préfèrera le décrire par rapport à un référentiel qui est lié au véhicule lui-même. On a alors à faire à un référentiel non inertiel.
    Dans ce référentiel, on ne peut plus alors directement relier force et accélération dans le référentiel.
    Il se trouve cependant que lorsque l'on écrit mathématiquement (mais il y a bonnes raisons à cela) ce qui lie les forces à l'accélération dans le référentiel non inertiel on va trouver que la force (divisée par la masse) qui s'applique à l'objet est égale à l'accélération (dans le référentiel inertiel) plus des accélérations liées au passage du référentiel inertiel au référentiel non inertiel.
    F/m = a + a_p
    L'expression de ces accélérations de passage (a_p) ne sont pas très simples. Ce n'est pas simplement l'accélération du référentiel non inertiel par rapport au référentiel inertiel, mais bon, on peut les écrire mathématiquement.

    Un point de vue pratique est de considérer ces termes d'accélération de passage comme si c'était des forces... on préfére alors réécrire l'expression précédente comme étant
    F/m -a_p = a
    et de réécrire cela comme
    F/m + F_p/m = a avec F_p = m.a_p

    ou encore
    F + F_p = a (ou a est l'accélération mesurée dans le référentiel non inertiel)

    Dans cette relation qui ressemble en tout point à ce que l'on pourrait écrire pour un référentiel inertiel, seul F représente un vrai force. F_p est simplement le résultat d'un artifice mathématique et c'est ce que l'on appelle une force fictive. Cette écriture permet de faire de la physique dans un référentiel non inertiel comme si il s'agissait d'un référentiel inertiel.

    Si on reprend l'exemple de la voiture. Lorsque la voiture prend une courbe, une boule qui serait posée (iniitalement immobile) sur une tablette va se mettre à rouler toute seule !!! (à rouler par rapport à la voiture).

    Il y a 2 façon de comprendre le mouvement...
    - la première c'est en réfléchissant par rapport à la voiture. Nous sommes dans un référentiel non inertiel, du fait de la courbe. Il faut alors prendre en compte la force fictive qui apparait du fait de l'accélération du référentiel de la voiture par rapport à la terre.

    - la deuxième c'est en réfléchissant par rapport à la terre. Si on regarde le mouvement de la boule par rapport à la terre, on va s'apercevoir que la boule continue en ligne droite par rapport à la terre (il n'y a pas d'accélération parcequ'il n'y a pas de forces). En fait ce n'est pas vraiment vrai car du fait de la présence des frottement entre la boule et la tablette, dès lors que la voiture va tourner (avec la voiture), même si la boule veut continuer tout droit, la tablette va suivre la voiture et va appliquer de vrai forces sur la boule qui vont la mettre en mouvement.


    - ajout à la première façon de comprendre... la première description semble beaucoup plus simple mais attention, je n'ai parlé des frottements entre la plaquette et la boule qui sont également présent (ce sont bien les même que dans la deuxième façon). Il faut prendre en compte ces frottements si on veut réellement décrire le mouvement de la boule.


    Citation Envoyé par VinZB Voir le message
    -Dans le cas d'une accélération rectiligne avec comme modèle l'avion de chasse la force appliquée et la poussée ou d'autres forces sont en jeu?
    Il y a d'autres forces...
    - il y a le poids de l'avion qui tend à le faire tomber.
    - il y a donc la poussée qui tend à faire avancer l'avion

    mais si il n'y avait que cela, l'avion tomberai et accélèrerai tant qu'il y a de la poussée.
    Les autres forces en présence sont dues à l'air qui environne l'avion.
    traditionnellement on les décompose en 2 composantes :

    - il y a la portance qui est la composante verticale et qui vient compenser le poids.
    - il y a la trainée qui es la composante horizontale et vient freiner l'avion. Cette force compense la poussée lorsque l'avion se déplace à vitesse constante.

    Citation Envoyé par VinZB Voir le message
    -Sachant que accélération=mouvement y a t il d'autres types de mouvement que rectiligne et curviligne?
    On peut imaginer tout types de mouvement imaginables...
    encore une fois curviligne ne veut pas dire grand chose ou plutot veut dire n'importe quoi cela désigne une trajectoire (continue) quelconque.


    Citation Envoyé par VinZB Voir le message
    -Une décélération est-elle bien un accélération négative et cela change t il quelque chose or mis la direction des vecteurs?
    Oui c'est cela ou plutot une décélération c'est une accélération dirigée dans le sens opposé au déplacement.


    Voilà... désolé, ce fut un peu long, mais j'espère que cela sera à peu près clair...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  6. A voir en vidéo sur Futura

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