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Le jumeau qui voyage

Posté par
Lostein
25-02-14 à 16:33

Bonjour à tous,

J'ai un exercice que j'ai fait en partie, et j'aimerai avoir votre avis, et votre aide sur certains points s'il vous plaît.

Enoncé :

Imaginons les frères jummeaux Castor et Pollux, âgés de 18 ans.
Pollux, passionné de voyage interplanétaire, part à bord d'un vaisseau spatial se déplaçant à une vitesse v proche de celle de la lumière.
Castor, plus casanier reste sur Terre.
Au bout de 20 ans, Castor voit revenir son frère.. qui n'en a que 30 !

a) Justifier l'expression "qui n'en a que" 30 (ans).
b) Expliquer, sans calcul comment cela est possible.

Les deux réponses :

Selon la théorie de la relativité, en s'approchant de la vitesse de la lumière, il y a une contraction de l'espace et du temps, ce qui fait que Castor sur Terre, immobile n'a pas subi ce ralentissement du temps ; au contraire, Pollux s'approchant de la vitesse de la lumière, a subi cette contraction du temps, ce qui fait qu'il a moins vieilli que Castor.

c) Supposant que la relation du cours est utilisable ici.
A quelle vitesse s'est déplacé le vaisseau de Pollux ? (c : célérité de la lumière dans le vide).
Donner le résultat sous la forme v = k x c

On sait que : \Delta t_m = \frac{\Delta t_p}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}

Donc v = \sqrt{1 - \frac{\Delta t_p^2 \times c^2}{\Delta t_m^2} = 179 999 999,9 m/s.

Ce qui équivaut à v = 1,66.c

Est-ce juste ?

Merci pour votre aide.
Lostein

Posté par
J-P
re : Le jumeau qui voyage 25-02-14 à 16:53

c)

v > c ... est impossible

J'ai trouvé v = 0,8.c
-----

Sauf distraction.  

Posté par
Lostein
re : Le jumeau qui voyage 25-02-14 à 17:12

Bonjour,

0,8.c = 240 000 000, or j'ai trouvé 179 999 999,9 ; est-ce que ma formule est bonne ? Parce que je ne parviens pas à tomber sur votre résultat...

Merci

Posté par
Lostein
re : Le jumeau qui voyage 25-02-14 à 17:55

J'ai tout refait, et j'avais juste fait une erreur pour le calcul du coefficient k,j'avais inversé l'ordre de mon quotient.. Merci beaucoup de votre aide

Que pensez-vous de mon texte de réponse à a) et b) ?

Merci

Posté par
Lostein
re : Le jumeau qui voyage 25-02-14 à 18:19

Euh je rectifie, je trouve 0,6.c... Y a-t-il une erreur dans ma formule ?

Posté par
J-P
re : Le jumeau qui voyage 25-02-14 à 19:00

Au retour de Pollux, (sur le voyage) Castor a vieilli de 20 ans et Pollux a vieilli de 30-18 = 12 ans.

Quelles valeurs as-tu prises pour \Delta t_m et pour \Delta t_p ?

Posté par
Lostein
re : Le jumeau qui voyage 25-02-14 à 21:22

Pour tm j'ai pris : 20 et pour tp, j'ai pris : 12...

Et je trouve 179 999 999,9, ce qui donne 0,6.c ...

Serait-ce une erreur de calcul ?

Posté par
J-P
re : Le jumeau qui voyage 26-02-14 à 11:50

20 = 12/Racine(1 - v²/c²)

Racine(1 - v²/c²) = 12/20
Racine(1 - v²/c²) = 0,6
(1 - v²/c²) = 0,6² = 0,36
v²/c² = 1 - 0,36
v²/c² = 0,64
v/c = racine(0,64)
v/c = 0,8
v = 0,8.c

Posté par
Lostein
re : Le jumeau qui voyage 11-03-14 à 10:23

En refaisant et vérifiant tous les calculs, effectivement vous avez raison..
Merci infiniment de votre aide



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