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incompréhension chapitre temps et relativité
Bonjour,
Je prépare un DS et je n'arrive pas à maîtriser le chapitre sur le temps et la relativité restreinte parce que j'ai l'impression que personne ne dit la même chose entre mon prof, mon livre et mes amis.
Je vais essayer de vous poser des questions ciblées qui me permettront de comprendre. 
1°) Est-ce le temps propre (Tp) ou le temps mesurée (Tm) qui correspond à la dilatation du temps ?
2°) Un exemple de mon livre que je ne comprends pas : "Lors d'un tir laser entre la Terre et la Lune, la distance parcourue par la lumière est plus grande pour le passager d'une navette spatiale en mouvement que pour un observateur terrestre. Comme la lumière ne peut avoir qu'une seule vitesse, cela signifie que, pour l'observateur en mouvement dans la navette, le temps se dilate."
Je ne comprends pas dans cette exemple pourquoi le temps est plus petit pour l'observateur en mouvement alors qu'il observe une plus grande distance, c'est incohérent avec la formule d = c * t
Merci par avance, comme vous pouvez le voir, ce n'est vraiment pas clair dans ma tête 
Bonne chance à vous 
Bonjour,
Il est simple de répondre à la première question :
Le temps propre (la durée entre deux événements mesurée par une même horloge située à l'emplacement où se déroulent ces deux événements) est plus court que tous les temps impropres (la durée entre les mêmes deux événements mesurée par des horloges différentes car en mouvement par rapport à la première).
Il en résulte qu'entre deux référentiels en mouvement l'un par rapport à l'autre, le temps de l'autre référentiel est ralenti (s'écoule plus lentement) par rapport au temps de son propre référentiel. On dit ainsi qu'il y a pour le référentiel en mouvement une "dilatation du temps".
Deuxième question :
Pour ma part, ce que tu cites de ton livre est trop partiel pour que je puisse comprendre la situation. Sortir une phrase (dont je ne suis même pas sûr que tu l'aies recopié correctement) de son contexte est toujours risqué...
Pour la définition, je pense avoir compris. Mais après c'est dans la pratique que je n'y arrive pas.
Deuxième question :
J'ai repris exactement ce qui était écrit, je vais écrire le petit paragraphe qui se situe au-dessus pour essayer que tu comprennes et celui en dessous.
"Le caractère relatif du temps
Si la vitesse de la lumière dans le vide est toujours la même quels que soient les observateurs, alors les deux autres termes de la formule de la vitesse, c'est-à-dire d'une part la distance parcourue et d'autre part ladurée du parcours, doivent avoir un rapport constant.
Exemple : Lors d'un tir laser entre la Terre et la Lune, la distance parcourue par la lumière est plus grande pour le passager d'une navette spatiale en mouvement que pour un observateur terrestre. Comme la lumière ne peut avoir qu'une seule vitesse, cela signifie que, pour l'observateur en mouvement dans la navette, le temps se dilate
Le mouvement provoque un ralentissement du temps. Pour Einstein, le temps est simplement ce que mesure une horloge : ainsi, une horloge en mouvement fonctionne plus lentement qu'une horloge stationnaire."
Ma question reste la même qu'avant mais en plus, je ne vois pas pourquoi la distance serait plus grande pour l'observateur dans la navette.
-Je rajoute un autre exemple tiré d'un exercice :
"Un train relativiste roule à très haute vitesse v=1,8 x 108m/s sur une portion rectiligne. Un observateur situé au bord de la voie repère le passage du début et de la fin du train par rapport à un arbre et mesure un écart t=4.0 x 10[sup]-7[sup]s."
Qui mesure la durée propre et qui mesure la durée mesurée ?
J'espère que vous allez pouvoir m'aider, parce que ça m'énerve de pas comprendre...
Je ne comprends pas ce qu'écrit ton livre.
Pour moi, la distance entre la Terre et la Lune est plus courte pour l'observateur en mouvement que pour un observateur terrestre immobile (contraction des longueurs).
En divisant cette distance plus courte par la célérité de la lumière, qui est constante et égale dans tous les référentiels, l'observateur en mouvement trouvera une durée entre le départ et l'arrivée du signal lumineux plus courte que l'observateur immobile.
Et ceci est en accord avec ce que j'ai dit plus haut sur les temps propre et impropre : puisqu'il est en mouvement son temps est "dilaté" et son horloge indique des durées plus courtes que l'horloge immobile.
___________
Impossible de répondre avec un énoncé incomplet.
C'est bizarre alors... Cela me semble aussi illogique. Comment la distance peut-elle être plus grande et le temps plus petit ? Laissons tomber pour ça.
-Et pour l'exemple du train ?
-Je vais reprendre l'énoncé d'un autre exercice qui m'a posé problème :
"Les mésons sont des particules composites formées d'un quark et d'un anti-quark, ces particules non élémentaires ont des durées de vie très courtes. Dans cette famille, le méson π+ peut lorsqu'il est accéléré linéairement à 0.99c être observé sur une distance de 54m avant de se désintégrer".
Dans la correction de cette exercice, on a dit que le temps de vie mesuré correspondait au temps lorsque la particule était accéléré, et que le temps de vie propre correspondait au temps lorsque la particule était au repos.
Comment cela se fait-il alors que le mouvement provoque un ralentissement du temps ? En mouvement, le temps de vie de la particule ne devrait-il pas être inférieur ?
Merci déjà à toi Coll
L'exemple du train : j'ai besoin d'un énoncé complet
_________
Le méson :
Le temps de vie propre (dans le référentiel du méson, donc dans un référentiel où il est au repos) est très court. Il parcourt alors une distance D. Mais c'est une distance "contractée" parce qu'il se déplace vite, donc une distance courte pour le méson mais grande pour un observateur immobile.
Vu par un observateur immobile, le temps de vie est beaucoup plus long ce qui correspond bien à la grande distance D qu'il parcourt.
Pour le train, c'est un exercice et je n'ai pas plus d'énoncé pour pouvoir répondre...
En ce qui concerne l'exercice sur le méson, on avait les questions suivantes :
1°) Déterminer la durée de vie du méson observé dans l'expérience précédente
2°) Calculer la valeur du rapport 
pour cette particule
3°) En déduire la durée de vie d'un méson π+ au repos
Pour la 1°), on a dit qu'on calculait un temps mesuré et pour la 3°), un temps propre. Mais je n'arrive pas à comprendre pourquoi dans la 1°), alors que le chronomètre se situe dans un endroit fixe ("L'intervalle de temps entre deux évènements se produisant en un même lieu s'appelle durée propre et se note 
tp"), on parle de temps mesuré.
C'est tout le contraire de la définition !
Je désespère de comprendre un jour...
Il est très difficile de te répondre car tu ne fais jamais l'effort de poster des énoncés complets !
Tu postes les questions, bien... mais où sont les énoncés ?
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Première question : dans le laboratoire on mesure la durée de vie du méson : c'est un temps impropre, car l'horloge du laboratoire n'accompagne pas le méson ! Le temps est mesuré dans un référentiel (celui du laboratoire) dans lequel le méson se déplace.
À la troisième question la durée de vie du méson au repos : c'est la durée de vie du méson immobile dans son référentiel, donc c'est un temps propre.
Quelles informations te faudrait-il pour l'exemple du train ?
Je vais réécrire l'énoncé de l'exercice et les questions qui l'accompagne :
Un train relativiste roule à très haute vitesse v=1,8 x 108m/s sur une portion rectiligne. Un observateur situé au bord de la voie repère le passage du début et de la fin du train par rapport à un arbre et mesure un écart t=4.0 x 10[sup]-7[sup]s.
1°) Rappeler la définition d'un évènement
2°) Définir les évènements entre lesquels l'observateur mesure la durée
3°) Cette durée est-elle une durée propre ? Justifier.
4°) Pourquoi un passager du train qui mesure l'écart entre les deux mêmes évènements n'obtient-il pas la même durée ?
Ce sont bien sûr les questions 3 et 4 qui m'intéressent ^^
Si je comprends bien, en revenant sur l'exercice des mésons, il faut toujours se demander où se trouve l'horloge. Si elle se trouve sur l'objet que l'on étudie, on parle du temps propre. Sinon, on parle du temps mesuré. Le raisonnement adopté est-il correct ?
Merci beaucoup de ta patience
Je ne comprenais pas le mot "écart" : je me demandais quel écart entre quelles mesures...
Si l'énoncé est complet alors le mot pourrait simplement être remplacé par "durée".
Oui, tu as bien compris. L'horloge est-elle solidaire du mobile (et donc immobile par rapport à lui : temps propre) ou est-elle dans le référentiel qui voit passer le mobile (temps impropre).
Que réponds-tu aux questions 3 et 4 ?
3°) Cette durée est une durée propre car l'horloge qui se situe à l'extérieur du train mesure une durée à un endroit fixe.
4°) Un passager du train qui mesure l'écart entre les deux mêmes évènements n'obtient pas la même durée car il est en mouvement par rapport à l'observateur immobile.
Je ne suis pas du tout sûr des justifications
Question 3 : l'horloge sur le bord de la voie n'est pas solidaire du mobile... elle mesure un temps impropre
Question 4 : l'horloge du passager est immobile par rapport au train, elle mesure un temps propre, donc plus court.
J'ai tout faux moi !
Donc en fait, l'objet en mouvement aura toujours un temps propre alors ? Quelque soit l'énoncé j'ai l'impression.
Non, tu n'as pas tout faux.
J'ai répondu trop vite. Il fallait tout d'abord bien définir les deux évènements (question 2)
__________
Les évènements :
L'avant du train est face à l'observateur immobile muni d'une horloge
L'arrière du train est face au même observateur, toujours immobile et muni de la même horloge
Le temps propre entre ces deux évènements qui se déroulent au même endroit dans le référentiel de l'observateur immobile muni en cet endroit d'une horloge présente lors des deux évènements est bien le temps mesuré au bord de la voie.
Le passager du train mesure un temps impropre, plus long, parce que l'horloge en tête du train n'est pas la même que l'horloge en queue du train : pour lui les deux évènements ne se déroule pas au même endroit.
Il est facile de se tromper dans ces questions...
"Le temps propre entre ces deux évènements qui se déroulent au même endroit dans le référentiel de l'observateur immobile muni en cet endroit d'une horloge présente lors des deux évènements est bien le temps mesuré au bord de la voie."
Je ne comprends pas cette phrase 
-Si je prends un autre exemple plus simple que j'invente : un individu lance une balle. Le trop propre sera dans le référentiel de la balle ou dans celui de l'individu ?
J'ai l'impression qu'il manque une information pour pouvoir répondre ^^
Qu'il est difficile de bien s'exprimer pour ces phénomènes qui sont si éloignés de notre expérience quotidienne...
En relativité restreinte, l'intervalle de temps propre séparant deux événements est l'intervalle de temps les séparant dans un référentiel inertiel où ils ont lieu au même endroit de l'espace.
(Définition de wikipédia).
Le méson :
les deux évènements sont le début et la fin de vie du méson
Dans le référentiel du laboratoire, ces deux évènements ont lieu en des endroits différents ; on mesure dans le laboratoire un intervale de temps impropre
Dans le référentiel du méson (référentiel où il est immobile), ces deux évènements ont lieu au même endroit : la durée de vie dans le référentiel du méson est un intervalle de temps propre.
Le train :
Les deux évènements sont l'avant du train et l'arrière du train passent devant un observateur immobile
Dans le référentiel du train, ces deux évènements ont lieu en des endroits différents (l'avant et l'arrière du train) ; on y mesure un intervalle de temps impropre
Dans le référentiel de l'observateur (immobile dans ce référentiel) ces deux évènements ont lieu au même endroit : ils sont séparés par un intervalle de temps propre (le plus court de tous).
Tu lances un javelot :
Les deux évènements sont le départ de ta main et l'arrivée au sol
Dans un référentiel terrestre les deux évènements n'ont pas lieu au même endroit : la durée du vol du javelot est un temps impropre
Dans le référentiel du javelot les deux évènements ont lieu au même endroit : si le javelot emportait un chronomètre, celui-ci mesurerait un temps propre.
(aucune chance de voir la différence étant donnée les vitesses relatives...)
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