Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau licence
Partager :

Point de vue de Lagrange question sur le cours.

Posté par
Jean469
30-10-15 à 16:46

Bonsoir,j'essai de mieux comprendre le point de vue de Lagrange(pour étudier le mouvement d'un point matériel).
Pour ce faire,j'ai tenter de schématiser ce qui est dit dans mon cours mais je voudrais savoir si mes schémas correspondent bien à la réalité.

Dans mon cours il est dit qu'on suit par la pensée le mouvement de chaque particule dans un référentiel donné.
Et qu'a chaque instant t,chaque particule qui se trouve au point M de coordonnées x,y,z caractérisé par la position de OM se trouvait à l'instant initial t0 au point M0(a,b,c) caractérisé par la position OM0.
Et voici le schéma que j'ai réalisé pour ces phrases:

Point de vue de Lagrange question sur le cours.

Il y a un observateur qui suit chaque point M1,M2..et le point O a pour coordonné O(0,0,0).
Toutefois je me demandais si un point matériel c'est toujours une particule ou un objet macroscopique aussi.
Ensuite le point de vue de Lagrange concerne-t-il des particules indépendantes les unes des autres ou des particules qui constituent un objet macroscopique visible à l'œil nu?

Posté par
J-P
re : Point de vue de Lagrange question sur le cours. 30-10-15 à 17:13

Un "point matériel" n'existe pas en réalité, il aurait une masse non nulle et un volume nul (donc une masse volumique infinie).

On emploie le vocable "point matériel", généralement lorsqu'on veut indiquer que les effets des frottements entre l'objet et "l'ambiance" peuvent être considérés comme négligeables dans le problème posé ...
ou bien, dans un autre exemple, lorsque une charge électrique répartie sur un objet peut être considérée comme ponctuelle sans que cela fausse de manière significative les résultats qu'on auraient sans cette approximation ou ...

Bref, en Physique, on utilise le vocable "point matériel" simplement pour permettre de "négliger" certains effets (comme par exemple ceux du frottement).
Cela ne peut évidemment se faire que si les erreurs faites sur les résultats suite à cette "approximation" sont suffisamment petits que pour être acceptables dans le problème spécifique donné.

Posté par
Jean469
re : Point de vue de Lagrange question sur le cours. 30-10-15 à 21:27

Ah ok je vois!
Mais pourquoi parlent-ils de particules bien réel alors dans le cours?
Mon schéma est-il valable?
Merci pour tes précisions en tout cas c'est bien utile

Posté par
J-P
re : Point de vue de Lagrange question sur le cours. 31-10-15 à 09:36

Dans un problème physique, il est souvent difficile voire impossible de tenir compte de tout.

Je m'explique par un exemple :

Si on étudie, par exemple, la chute d'un caillou laché sans vitesse initiale à proximité de la Terre.

Souvent, on considère l'accélération de la pesanteur comme constante.
Or, celle-ci varie avec l'altitude. Il faudrait donc en tenir compte dans le calcul ... mais cela rendrait le calcul plus difficile.
Si on peut montrer que, dans le cadre de l'exercice, l'erreur faite en considérant g constant est suffisamment petite, on peut, bien que ce ne soit pas "rigoureusement" correct, faire les calculs avec g constant.

Je poursuis dans cet exemple :
Il y a des frottements entre l'air et le caillou ... et donc on devrait en tenir compte pour étudier la chute du caillou.
Mais cela rend évidemment les calculs plus compliqués.
Si on peut montrer que, dans le cadre de l'exercice, l'erreur faite en négligeant les frottements est suffisamment petite, on peut, bien que ce ne soit pas "rigoureusement" correct faire les calculs en négligeant ces frottements.
(ce qu'on peut faire en assimilant l'objet à un "point matériel", bien que le "point matériel" ne soit qu'une vue de l'esprit.)
Assimiler l'objet à un "point matériel" revient à négliger les frottements ... et aussi à négliger la poussée d'Archimède de l'air sur l'objet ... les effets éventuels du vent ...

Je poursuis dans cet exemple :
Souvent on va étudier la chute de l'objet dans un référentiel terrestre ... mais en lui appliquant les lois de Newton.
Cependant, les lois de Newton ne sont valables que dans un référentiel Galiléen ... or un référentiel terrestre n'est pas "parfaitement" galiléen.
La Terre tourne sur elle même et donc, il faudrait tenir compte des forces inertielles (telle que Coriolis) ou étudier la chute dans un référentiel autre (par exemple héliocentrique).
Mais cela complique évidemment très fort les calculs -->
Si on peut montrer que, dans le cadre de l'exercice, en considérant le référentiel terrestre comme galiléen (bien que ce ne soit pas vrai), l'erreur faite sur les résultats due à cette "approximation" est acceptable ... alors on fera les calculs en considérant (bien que ce n'est pas rigoureusement vrai) le référentiel terrestre comme galiléen.

Je poursuis dans le même exemple :
Dans ce qui précède, on peut encore citer plusieurs sources d'erreurs :
On a négligé l'influence des autres astres (lune, Mars , ...) sur le caillou lors de sa chute. (et pourtant ces influences existent)
Même si on a utilisé un référentiel héliocentrique (pas facile) pour la chute du caillou, ce référentiel est plus proche que le référentiel terrestre d'un référentiel galiléen ... cependant, il n'est pas non plus parfaitement galiléen et donc il y a aussi des erreurs dans les résultats suite à cela
...

On peut ainsi continuer presque à l'infini.  
-----
Tout cet apparté pour te faire comprendre quelque chose d'essentiel en Physique :

La plupart des études de phénomènes physiques (même aussi "simple" que la chute d'un caillou) sont quasi impossibles à mener (par calculs) si on veut tenir compte de toutes les "influences" possibles.

Il faut donc un travail préalable sérieux, pour évaluer l'ordre de grandeur des erreurs qu'on ferait si on négligeait certaines des "influences" et voir si ces erreurs sont compatibles avec la précision désirée dans les résultats du phénomène étudié.

Dans les écoles, même en "Supérieur", souvent l'étudiant n'a pas les capacités de "juger" si on peut ou non négliger les effets de certaines des "influences extérieures" et c'est alors le prof qui le dit dans l'énoncé en ajoutant certaines petites phrases telles que :

- On considérera le référentiel terrestre comme galiléen (ce qui permet alors à l'étudiant, de négliger les forces inertielle comme Coriolis par exemple)

ou autre phrase :

L'objet sera assimilé à un point matériel (ce qui permet à l'étudiant de savoir qu'on peut négliger les frottements entre l'objet et l'ambiance, mais aussi la poussée d'Archimède de "l'ambiance" sur le corps et ...)
-----

Et donc :

Ton "Mais pourquoi parlent-ils de particules bien réel alors dans le cours? "

Les particules sont bien "réelles", mais si, dans le cadre d'un l'exercice, on peut négliger les effets des frottements de cette particule dans le milieu ambiant sans que cela altère de manière significative les résultats attendus, alors le prof sortira un joli "Les particules qu'on assimilera à des points matériels ..."

Cela ne signifie évidemment pas que ce ne sont pas de "vraies" particules, mais uniquement qu'on peut, dans l'exercice négliger certains "effets", comme par exemple les frottements de la particule avec le milieu ambiant ou ...

J'espère, na pas t'avoir brouillé d'avantage.

Posté par
Jean469
re : Point de vue de Lagrange question sur le cours. 01-11-15 à 14:56

Non tu ne m'a pas du tout brouillé t'inquiète,mais je suis stupéfaits de voir que la chute d'un simple cailloux serait si compliqué à étudié si on devait tout prendre en compte,des force auxquelles je n'avais même pas penser!

Ah mais c'est sûr qu'on est obligé ,ça serait super dur sinon,tant que les approximations ne sont pas trop grosses,c'est normal pour moi,il n'y a que les mathématicien qui vont râler,mais la physique c'est une science qui traite d'objets réels,on doit donc adapter notre raisonnement à la réalité.
Si c'était des mouvement plus complexes,j'imagine même pas!
Pour le cailloux j'aurai penser qu'au poids,et aux forces de frottement négligeables mais pas le reste.

Je vois bien que sans approximations,et sans négligé des choses,on aurait du mal!
Bon il faut que je sache ce qui est négligeable ou pas dorénavant.

Merci beaucoup pour ta réponse très précise et détaillée.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !