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Physique - Relativité

Posté par
MelleAlmeida
06-05-13 à 21:29

Non. A la Réunion, d'ailleurs c'est d'autant plus embêtant parce que chaque année on passe le BAC en même temps que les élèves situés en France donc on finit à des heures tardives (19h30 - 20h30) ou on déjeune plus tôt ou plus tard selon les élèves (soit avant 10h avant l'épreuve, soit après l'épreuve).

Bref, on a l'habitude.

Par contre, j'ai un exo assez simple sur la relativité que mon prof n'a pas pu résoudre.

Vitesse des neutrinos : 0, 999 999 999 999 995 c
Durée de vie propre : 1000s

1)a) Déterminer la durée de vie d'un neutron cosmique mesurée par un observateur considéré comme fixe

Formule : Δtm = Δtp*γ où γ= 1/((1-(v/c)²)^1/2, Δtm la durée de vie mesurée et Δtp la durée de vie propre

PB : En effectuant le calcul, ma calculatrice me fait ERROR !?

*** message déplacé ***

Edit Coll : titre

Posté par
Coll Moderateur
Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 06-05-13 à 21:53

Le problème est dans le calcul de

\Large \gamma \,=\, \frac{1}{\sqrt{1\,-\,\frac{v^2}{c^2}}}\;=\;\frac{1}{\sqrt{1\,-\,0,999\,999\,999\,999\,995^2}}\;=\;\frac{1}{\sqrt{1\,-\,(1\,-\,5.10^{-15})^2}}

\Large \gamma \,\approx\,\frac{1}{\sqrt{1\,-\,(1\,-\,10^{-14})}}\;=\;\frac{1}{\sqrt{10^{-14}}}\;=\;\frac{1}{10^{-7}}\;=\;10^7



*** message déplacé ***

Posté par
MelleAlmeida
Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 06-05-13 à 22:03

Je ne comprends pas comment on passe de 1-(1-5*10^-15)² à 1-(1*10^-14).

Parce que : (1-5*10^.15)² c'est une identité remarquable

Donc ça fait : 1² - 2*5*10^-14 + (5*10^-15)²

Donc [1-1*10^.14] + (5*10^-15)² => ce morceau à disparu :s

*** message déplacé ***

Posté par
MelleAlmeida
Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 06-05-13 à 22:04

2*5*10^-15 (désolée, une faute) et aussi a disparu*** pas à disparu :s

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 06-05-13 à 22:08

Eh oui...

(5.10-15)2 = 25.10-30 ce qui est très très très ... petit devant 10-14

On peut sans risque le négliger.
Mais c'est aussi pour cela que je suis passé du signe = au signe
L'approximation est vraiment sans conséquence !



*** message déplacé ***

Posté par
MelleAlmeida
Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 06-05-13 à 22:32

Ok J'ai compris.

Ensuite,

1)b) En déduire, la distance que peut parcourir un neutron cosmique  dans l'espace selon ce même observateur.

Formule : d = v*Δtm i.e d = 3*10^18 m

2)a) Un tel neutron pourrait-il provenir l'étoile Alpha du Centaure, distante de 4 a.l de la Terre ?

1 a.l = 3*10^8 * 365*24*3600 = 9,4608*10^15 donc 4 a.l = 3,784 32*10^16

4 a.l < 3*10^18 donc oui, ce neutron peut provenir de l'étoile Alpha...

2)b) Si oui, quelle est la durée du trajet pour le neutron ?

1000s => v*Δtp =3*10^11

Ainsi Δt = 4 a.l*1000/3*10^11 = 3*10^-7

pour un observateur terrestre.

Δt = 4 a.l*Δtm/3*10^18 = 9,9*10^-11

*** message déplacé ***

Posté par
MelleAlmeida
Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 06-05-13 à 22:32

J'ai oublié les unités

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 07-05-13 à 07:26

Je croyais que c'était une petite question, et c'est pour cela que j'ai répondu à la suite du précédent topic.
Mais cela devient un problème complet : alors, il faut appliquer la règle du forum :
. un problème = un topic (et un seul, sinon c'est du multi-post)
. un topic = un problème (sinon on ne comprend plus rien quand on relit et on ne trouve pas ce que l'on cherche avec le moteur de recherche)
________

Je répondrai quand j'aurai un peu de temps !

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiques - Mouvement et quantité de mouvement - Travail fo 07-05-13 à 08:11

Question 1b D'accord

Question 2a
1 a.l 9,46.1015 m
4 a.l 3,78.1016 m
Oui, un neutron peut provenir d'Alpha du Centaure

Question 2b
Trois manières de répondre (au moins...) :

1) Considérons qu'il se déplace à la vitesse de la lumière (c'est vrai à 5.10-15 près ; la distance entre Alpha du Centaure et nous n'est pas connue avec une telle précision)
Pour un observateur immobile il va donc mettre 4 ans pour son voyage, c'est-à-dire environ 1,26.108 secondes
C'est une durée impropre (mesurée)
La durée propre correspondante est 1,26.108/ = 1,26.108/107 = 12,6 secondes

2) Pour le neutron la distance entre Alpha du Centaure et nous est contractée
La distance pour lui vaut 3,78.1016/ = 3,78.1016/107 = 3,78.109 m
Comme il se déplace à 3.108 m.s-1
La durée de son voyage (durée propre) sera 3,78.109/3.108 = 12,6 secondes

3) Tu sais qu'en 1 000 secondes (de durée propre) il parcourt 3.1018 m (distance impropre, ou mesurée)
Pour parcourir une distance de 3,78.1016 m il lui faudra donc :

\large \frac{1\,000\;\times\;3,78.10^{16}}{3.10^{18}}\;=\;12,6\;\rm{secondes}

Posté par
MelleAlmeida
re : Physique - Relativité 07-05-13 à 15:45

Je suis désolée, je ne savais pas qu'il fallait  ouvrir un nouveau topic.
Quoiqu'il en soit merci pour la correction.

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique - Relativité 07-05-13 à 15:49

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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