Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Quantité de mouvement/Force
Bonsoir,
Je me tourne vers vous, car malgré lecture et relecture de mon cours, une question reste en suspend, et je commence à vrai à dire à me perdre au milieu de toutes ces grandeurs et les liens qu'elles ont entre elles.
J'ai dans mon cours, l'exemple d'une nageuse.
Nous avons fait un ilan des forces que nous avons représenté, poids et poussée d'archimède. Je ne comprends pas ici, pour quelle raison nous les deux vecteurs (poids et poussée d'archimède) sont de mêmes normes.
Ensuite, nous avons la force exercée par la main et l'avant bras de la nageuse sur l'eau.
On nous demande en deuxième question en utilisant la conservation de la quantité de mouvement sur la masse d'aeau déplacée, de justifier la propulsion de la nageuse.
Pareil ici, je n'arrive pas à saisir le sens de la question, j'ai bien compris que la quantité de mouvement devait être la même qu'au départ, mais quel intérêt afin d'expliquer la propulsion de la nageuse ?
Ensuite on nous demande de jusifier l'existence d'une force supplémentaire à partir de la 2 eme loi de Newton. Là idem je bloque, mais parce que la 2 ème loi de Newton est trop floue, puisque l'on a dans notre cours, que la formule telle quelle, et je ne comprends pas d'où elle vient.
On nous demande ensuite de schématiser cette force sur le schéma.
Je suis aussi perdu là dedans, est-ce que donc le vecteur quantité de mouvement est le même que les vecteurs forces ? Instinctivement je vois bien que la quantité de mouvement va dans le même sens que le vecteur de la force (eau/nageuse et nageuse/eau). Mais je ne comprends pas le lien. En fait je suis perdu entre les notions de forces, de quantités de mouvement, de vecteurs vitesses, nous avons des formules mais je ne comprends pas leur provenance.
J'espère que quelqu'un pourra prendre le temps de m'aider.
Merci d'avance.
Bonsoir
J'ai dans mon cours, l'exemple d'une nageuse.
Nous avons fait un bilan des forces que nous avons représenté, poids et poussée d'archimède. Je ne comprends pas ici, pour quelle raison les deux vecteurs (poids et poussée d'archimède) sont de mêmes normes.
Sans énoncé complet il est clair qu'on ne peut pas conclure, c'est une regle générale en physique
Bonsoir
J'ai dans mon cours, l'exemple d'une nageuse.
Nous avons fait un bilan des forces que nous avons représenté, poids et poussée d'archimède. Je ne comprends pas ici, pour quelle raison les deux vecteurs (poids et poussée d'archimède) sont de mêmes normes.
Sans énoncé complet il est clair qu'on ne peut pas conclure, c'est une regle générale en physique
Selon mon cours, si la nageuse flotte, c'est forcément que ces deux vecteurs ont la même norme dans un sens opposé.
Si la nageuse flotte, on va supposer que son centre de masse G garde une altitude constante (on néglige les tout petits mouvements dûs aux vaguelettes sur l'eau par ex.) et donc il n'y a pas d'accélération selon la verticale
Donc comme les forces qui agissent sont verticales, on en déduit que leur somme est....
Si la nageuse flotte, on va supposer que son centre de masse G garde une altitude constante (on néglige les tout petits mouvements dûs aux vaguelettes sur l'eau par ex.) et donc il n'y a pas d'accélération selon la verticale
Donc comme les forces qui agissent sont verticales, on en déduit que leur somme est....
Ohh je crois que je vois... Comme les forces sont verticales et qu'il n'y a pas de variation d'altitude, alors forcément elles se compensent... Merci beaucoup krinn...
J'apprécierais énormément que tu me répondes sur les autres points que j'ai avancé.. en tous cas merci beaucoup.
On nous demande en deuxième question en utilisant la conservation de la quantité de mouvement sur la masse d'eau déplacée, de justifier la propulsion de la nageuse
Pour appliquer la conservation de la quantité de mouvement il faut considérer un système (pseudo-)isolé, ici le système { nageuse + eau déplacée}
On nous demande en deuxième question en utilisant la conservation de la quantité de mouvement sur la masse d'eau déplacée, de justifier la propulsion de la nageuse
Pour appliquer la conservation de la quantité de mouvement il faut considérer un système (pseudo-)isolé, ici le système { nageuse + eau déplacée}
Je vois, mais en quoi la deuxième loi de newton nous sert ici ?
On a juste besoin de partir de la conservation de la quantité de mouvement puisque le système est pseudo isolé..
On nous demande en deuxième question en utilisant la conservation de la quantité de mouvement sur la masse d'eau déplacée, de justifier la propulsion de la nageuse
Pour appliquer la conservation de la quantité de mouvement il faut considérer un système (pseudo-)isolé, ici le système { nageuse + eau déplacée}
Je vois, mais en quoi la deuxième loi de newton nous sert ici ?
On a juste besoin de partir de la conservation de la quantité de mouvement puisque le système est pseudo isolé..
Je me suis trompé excusez moi...
Oui donc d'après la conservation de la quantité de mouvement, on a toujours une quantité de mouvement nulle (pour le système global) et donc deux vecteurs quantités de mouvement opposés.
Oui, si on part d'une situation où la nageuse est immobile (par rapport au bassin)
Avant de plonger la main dans l'eau
(P désigne la quantité de mouvement, ici)
Pnageuse + Peau deplacee= O
Après avoir plongé la main dans l'eau, on peut encore écrire
Pnageuse + Peau = O puisque le système { nageuse + eau déplacée } etant pseudo-isolé et étudié dans un ref. Galiléen , la quantité de mouvement totale du système de conserve (et ici, reste nulle)
Donc M V + m
= 0
M étant la masse de la nageuse, V sa vitesse
m étant la vitesse de l'eau déplacée par la main , sa vitesse
Si la nageuse nage bien, sera dirigée vers l'arrière et a peu près horizontalement, donc on en déduit le sens et la direction de V ce qui permet de conclure
(Il faut faire un croquis)
Oui, si on part d'une situation où la nageuse est immobile (par rapport au bassin)
Avant de plonger la main dans l'eau
(P désigne la quantité de mouvement, ici)
Pnageuse + Peau deplacee= O
Après avoir plongé la main dans l'eau, on peut encore écrire
Pnageuse + Peau = O puisque le système { nageuse + eau déplacée } etant pseudo-isolé et étudié dans un ref. Galiléen , la quantité de mouvement totale du système de conserve (et ici, reste nulle)
Donc M V + m
= 0
M étant la masse de la nageuse, V sa vitesse
m étant la vitesse de l'eau déplacée par la main ,
sa vitesse
Si la nageuse nage bien,
sera dirigée vers l'arrière et a peu près horizontalement, donc on en déduit le sens et la direction de V ce qui permet de conclure
(Il faut faire un croquis)
J'ai compris, merci beaucoup.
Oui, si on part d'une situation où la nageuse est immobile (par rapport au bassin)
Avant de plonger la main dans l'eau
(P désigne la quantité de mouvement, ici)
Pnageuse + Peau deplacee= O
Après avoir plongé la main dans l'eau, on peut encore écrire
Pnageuse + Peau = O puisque le système { nageuse + eau déplacée } etant pseudo-isolé et étudié dans un ref. Galiléen , la quantité de mouvement totale du système de conserve (et ici, reste nulle)
Donc M V + m
= 0
M étant la masse de la nageuse, V sa vitesse
m étant la vitesse de l'eau déplacée par la main ,
sa vitesse
Si la nageuse nage bien,
sera dirigée vers l'arrière et a peu près horizontalement, donc on en déduit le sens et la direction de V ce qui permet de conclure
(Il faut faire un croquis)
Sur mon croquis dois-je faire les vecteurs forces de la même norme ? Ou c'est simplement de même sens et de même direction que la quantité de mouvement ?
Ici, M>m donc ||V|| < ||
||Est-ce de même pour les vecteurs F eau/nageuse et F Nageuse/eau ?
Ah non !
3e loi de Newton oblige.
Ah oui mais p(eau)=-p(nageuse)
et Feau/nageuse=-Fnageuse/eau
Mais est-ce que p(eau)=Feau/Nageuse ou alors ça n'a aucun sens parce que les unités ne sont pas les mêmes ?
Attention à ne pas confondre la quantité de mvt et la force, ce sont deux notions différentes
La relation entre les deux est justement la 2e loi de Newton
F ext = dP/dt
Quant à la conservation de la quantité de mvt, ici il se trouve que la quantité de mvt est et reste nulle mais ce n'est pas forcément le cas (elle pourrait être constante sans être nulle)
Attention à ne pas confondre la quantité de mvt et la force, ce sont deux notions différentes
La relation entre les deux est justement la 2e loi de Newton
F ext = dP/dt
Quant à la conservation de la quantité de mvt, ici il se trouve que la quantité de mvt est et reste nulle mais ce n'est pas forcément le cas (elle pourrait être constante sans être nulle)
La deuxième loi de Newton c'est pas plutôt Somme des forces extérieures = m.a (vecteur) ?
C'est justement là dessus que je me perds, beaucoup d'expressions mais j'ai du mal à faire le lien entre elles...
Je vois... Et donc là, schématiquement, j'ai le vecteur quantité de mouvement pour l'eau opposé et de même norme que le vecteur quantité mouvement de la nageuse, et de même j'ai un vecteur force de l'eau sur la nageuse de même norme et de sens opposé à au vecteur force de la nageuse sur l'eau, partant des centres de gravité de chacun d'eux.
C'est bien ça ?
P=m
Dans le cas où le système a une masse constante
dP/dt = m a
D'où. Fext= m a
Mais la relation la plus générale est bien: Fext = dP/dt
P=m
Dans le cas où le système a une masse constante
dP/dt = m a
D'où.
Fext= m a
Mais la relation la plus générale est bien:
Fext = dP/dtTu peux préciser un peu je comprends pas vraiment comment tu passes à ça dP/dt = m a
En faisant la dérivée par rapport au temps ?
P=m
Dans le cas où le système a une masse constante
dP/dt = m a
D'où.
Fext= m a
Mais la relation la plus générale est bien:
Fext = dP/dtTu peux préciser un peu je comprends pas vraiment comment tu passes à ça dP/dt = m a
En faisant la dérivée par rapport au temps ?
Ah oui ça y est j'ai compris, parce que la masse est une constante on a m.a
Je comprends merci infiniment.
P=m
Dans le cas où le système a une masse constante
dP/dt = m a
D'où.
Fext= m a
Mais la relation la plus générale est bien:
Fext = dP/dtEt dernière question : Comment est-ce qu'on arrivé à la deuxième formule de Newton ? Elle est juste admise, ou on a une manière de l'expliquer (somme des forces extérieures égale à la dérivée de la quantité de mouvement par rapport au temps) ?
Les lois fondamentales en physiques sont énoncées a priori. Elles ne se démontrent pas.
Leur seule justification est que les prédictions qu'elles permettent sont corroborées par l'expérience.
(dans un certain domaine de validité)
Les lois de Newton marchent très bien pour les systèmes "à notre echelle"
Ça ne marche plus pour des particules relativistes ou dans des champs gravitationnels trop forts par ex.
La question suivante est: comment les a-t-on trouvées?
C'est le fruit de siècles de reflexion, avec de grands bonds en avant dûs aux grands genies que furent Galilee, Newton, Einstein, etc...
Les lois fondamentales en physiques sont énoncées a priori. Elles ne se démontrent pas.
Leur seule justification est que les prédictions qu'elles permettent sont corroborées par l'expérience.
(dans un certain domaine de validité)
Les lois de Newton marchent très bien pour les systèmes "à notre echelle"
Ça ne marche plus pour des particules relativistes ou dans des champs gravitationnels trop forts par ex.
Donc il n'y aucun moyen de "l'expliquer" ?
Je vois, mais donc on peut la retrouver avec une situation simple, ou un exemple.. ?
La physique est une discipline qui s'attache a exprimer certaines lois de la nature sous forme mathématique, donc a expliquer "comment ça marche", elle ne se prononce pas sur le "pourquoi ça marche comme ça et pas autrement"
De plus il peut y avoir plusieurs théories pour un même phénomène
On peut vérifier les lois de Newton expérimentalement , tu as dû le faire en TP avec des solides auto- porteurs , je pense.
La physique est une discipline qui s'attache a exprimer certaines lois de la nature sous forme mathématique, donc a expliquer "comment ça marche", elle ne se prononce pas sur le "pourquoi ça marche comme ça et pas autrement"
De plus il peut y avoir plusieurs théories pour un même phénomène
On peut vérifier les lois de Newton expérimentalement , tu as dû le faire en TP avec des solides auto- porteurs , je pense.
Il ne me semble pas l'avoir fait, peut-être qu'on le fera plus tard.
En tous cas merci beaucoup krinn d'avoir pris le temps de répondre à mes (nombreuses) questions, j'ai compris tous les points où j'avais du mal.
Il ne me semble pas l'avoir fait, peut-être qu'on le fera plus tard.
Ou tu l'as déjà fait l'an passe, le principe d'inertie est au programme de 1ere, je crois.
Sache que la théorie de Newton marche très bien depuis la fin du XVIIe siècle, qu'elle est à la base de nombreuse théories plus spécifiques (mécanique des fluides, résistance des matériaux,...) utilisées dans l'ingénierie moderne dans de très nombreux domaines (BTP, aéronautique, etc).
Elle n'est mise en défaut que dans des situations très particulières:
- particules relativistes (cad dont la vitesse s'approche de celle de la lumière dans le vide)
- mouvement dans des champs gravitationnels très intenses (aux abords d'étoiles a neutrons par ex.)
Il faut alors utiliser d'autres théories pour expliquer les phénomènes observés .
Il ne me semble pas l'avoir fait, peut-être qu'on le fera plus tard.
Ou tu l'as déjà fait l'an passe, le principe d'inertie est au programme de 1ere, je crois.
Sache que la théorie de Newton marche très bien depuis la fin du XVIIe siècle, qu'elle est à la base de nombreuse théories plus spécifiques (mécanique des fluides, résistance des matériaux,...) utilisées dans l'ingénierie moderne dans de très nombreux domaines (BTP, aéronautique, etc).
Elle n'est mise en défaut que dans des situations très particulières:
- particules relativistes (cad dont la vitesse s'approche de celle de la lumière dans le vide)
- mouvement dans des champs gravitationnels très intenses (aux abords d'étoiles a neutrons par ex.)
Il faut alors utiliser d'autres théories pour expliquer les phénomènes observés .
Le principe d'inertie oui, mais ce n'est que la première loi de Newton, non ?
Je vois, merci beaucoup, ça a vraiment l'air intéressant. Mais donc la loi de Newton reste une "théorie" mais qui fonctionne sauf dans les cas que tu as précisé, donc on l'admet comme vraie, c'est ça ?
Le principe d'inertie oui, mais ce n'est que la première loi de Newton, non ?
C'est juste, pour vérifier la 2e loi, de mon temps, on faisait des expériences de chute libre, ça doit se faire encore (demande à ton prof.)
donc on l'admet comme vraie
Pas exactement, ce n'est pas une approche dogmatique, ni un acte de foi, mais ce qu'on appelle la "méthode scientifique "
On énonce une théorie, puis on vérifie que certaines de ses prédictions sont vérifiées expérimentalement (du moins dans un certain domaine).
Lorsque la théorie est corroborée par de très nombreuses expériences, on a alors une très grande confiance en elle.
Historiquement, le 1er grand succès de la théorie de Newton fut d'expliquer le mouvement des astres dans le système solaire avec une grande précision.
La mecanique céleste du XVIII/XIXe a été et reste un monument de la physique moderne, même si Einstein nous a permis de progresser encore dans ce domaine au XXe.
Une théorie permet des prédictions justes dans un certain domaine.
Mais c'est un savoir substitutif, et non une vérité éternelle et "absolue" comme un théorème mathématique par ex.
Une théorie en chasse une autre, ou en englobe une autre.
Mais nous glissons là tout doucement vers des considérations plus philosophiques que physiques et je vais en rester là...
Le principe d'inertie oui, mais ce n'est que la première loi de Newton, non ?
C'est juste, pour vérifier la 2e loi, de mon temps, on faisait des expériences de chute libre, ça doit se faire encore (demande à ton prof.)
donc on l'admet comme vraie
Pas exactement, ce n'est pas une approche dogmatique, ni un acte de foi, mais ce qu'on appelle la "méthode scientifique "
On énonce une théorie, puis on vérifie que certaines de ses prédictions sont vérifiées expérimentalement (du moins dans un certain domaine).
Lorsque la théorie est corroborée par de très nombreuses expériences, on a alors une très grande confiance en elle.
Historiquement, le 1er grand succès de la théorie de Newton fut d'expliquer le mouvement des astres dans le système solaire avec une grande précision.
La mecanique céleste du XVIII/XIXe a été et reste un monument de la physique moderne, même si Einstein nous a permis de progresser encore dans ce domaine au XXe.
Une théorie permet des prédictions justes dans un certain domaine.
Mais c'est un savoir substitutif, et non une vérité éternelle et "absolue" comme un théorème mathématique par ex.
Une théorie en chasse une autre, ou en englobe une autre.
Mais nous glissons là tout doucement vers des considérations plus philosophiques que physiques et je vais en rester là...
Je vois, merci beaucoup pour ton aide !
Annuler
connectez vous