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Niveau maths sup
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relativité restreinte

Posté par
ferenc
24-05-12 à 14:28

Bonjour, je ne vois toujours pas à quoi correspond le temps propre et le temps impropre !!
Je pensais que le temps propre était le temps mesuré dans le repère fixe et que le temps impropre dans le référentiel en mouvement !! Mais parfois c'est le contraire, et je ne comprend vraiment pas pourquoi !!

merci pour vos explications !!

Posté par
alban
re : relativité restreinte 24-05-12 à 15:04

Bonjour,

Auriez vous des exemples de ce qui vous perturbe tant ?

Le temps propre d'un point matériel A est le temps mesuré dans le référentiel propre de A.
Cela n'a pas de sens de parler de repère fixe ou mobile puisque tous les référentiels intertiels de déplaçant à vitesse constante les uns par rapport aux autres sont équivalents. Il faut parler d'un référentiel en mouvement par rapport à un autre.

Bonne journée.

Posté par
ferenc
re : relativité restreinte 24-05-12 à 16:39

Merci pour l'intérêt que vous portez à ce message... Bien sûr que j'ai un exemple

Une fusée passe au desus de la terre avec une vitesse u. Les horloge sur la terre et sur la fusée indiquent le t=0. Au bout d'une heure, la fusée envoie un signal lumineux vers la terre.

Exemple 1

1) A quelle heure le signal a t-il été envoyé selon une horloge terrestre ?
Réponse: L'heure est le temps propre pour l'astronaute . Donc l'intervalle de temps sur terre est
\Delta t|_{Terre}=\frac{\Delta t|_{Fusee}}{\sqrt{1-u^2/c^2}}

Pourquoi l'heure propre n'est pas sur la terre ?

Exemple 2

A) Une fusée passe au dessus de la terre
B) Elle passe au dessus de jupiter et envoi un signal lumineux
C) Le signal atteint la terre

On suppose qu'il y a des horloges dans la fusée et sur la terre. Quelles horloge mesures le temps propre:
\bullet Entre A et B ?
Réponse: Horloge dans la fusée

\bullet Entre A et C ?
Réponse: Horloge sur la terre

\bulletOù devrait être une horloge qui mesure le temps propre entre B et C
Réponse: Sur le rayon lumineux

Alors déjà que je ne comprend pas grand chose, sur ce deuxième exemple, je suis complètement largué !!
Si vous avez des explication, je suis plus que preneur

merci pour votre aide,

Posté par
alban
re : relativité restreinte 24-05-12 à 18:53

Re,

Pour votre 1), je dirais que tel quel l'énoncé est ambigu. Quaand on dit qu'au bout d'un heure la fusée envoie un signal lumineux vers la Terre, on devrait logiquement dire si cette heure a été mesurée sur le fusée ou sur la Terre.

Si on convient que cette heure s'est écoulée sur la fusée, est-ce que vous savez calculer le temps qui s'est écoulé sur Terre pendant ce temps là ?

Pour l'exemple 2 :

A) on s'intéresse au déplacement de la fusée. Les évènements sont :
1 - passage de la fusée au dessus  de la Terre
2 - passage de la fusée au dessus de Jupiter
Il est donc logique de mesurer le temps à bord de la fusée.

B) Entre A et C, le point de vue le plus logique est de regarder ce qui se passe depuis la Terre, puisque c'est le seul élément commun entre les deux évènements (autrement dit, scolairement, on connait le "x" de la transformation de Lorentz, on peut calculer le "t" si on connaît les "x'" et "t'")

C) Pareil, quel est le point commun entre les évènemets B et C ? Et que peut-on facilement connaître de ces évènements ? Autrement dit, pour quel entité pouvez-vous facilement trouver les intervalles entre les "x" et les "t" entre les évènements B et C ?

Je pense qu'il faut que vous soez à l'aise avec la notion d'évènement. C'est le point crucial dans vos exemples. Sur quel support apprenez-vous la relativité restreinte (livre ? lequel ? cours en pdf sur un site ? lequel ?) ?

Bonne soirée.

Posté par
alban
re : relativité restreinte 24-05-12 à 18:58

Quoique c'est plus que bizarre de considérer le temps propre d'un faisceau lunimeux ou d'un photon, puisque dans ce cas là  il n'est pas défini.
Ca ne serait pas plutôt le temps de parcours qui est demandé ?

Posté par
ferenc
re : relativité restreinte 24-05-12 à 21:45

Merci pour votre réponse alban !! Je pense avoir compris le cheminement, mais je doute en avoir entièrement compris l'idée !! Je vais donc me permettre de te poster un autre exemple (je pense que c'est l'origine de mon problème, ce devrait être pour vous un exemple tout simple puisque c'est un exemple du cours !!)
Le premier dessin représente une source lumineuse et un miroir M séparé d'une distance L dans un référentiel \mathcal R. Ainsi, la lumière met un temps de \Delta t=\frac{2L}{c} pour faire un aller/retour. On appelle ce temps intervalle de temps propre.
Dans le deuxième dessin, nous avons la situation dans le référentiel \mathcal R'. Ce que je ne comprend pas, dans \mathcal R', est-ce un observateur du référentiel de \mathcal R' qui observe ce qui se passe dans \mathcal R ?? Ou bien un observateur de \mathcal R qui observe se qui se passe dans \mathcal R' ?? Aucun des deux ??
Je ne vois vraiment pas ce que représente ce schéma !!
En tout cas, on a que \Delta t'(impropre)=\frac{\Delta t(propre)}{\sqrt{1-u^2/c}}
J'espère que ma question n'est pas trop ambigüe
merci

relativité restreinte     relativité restreinte

Edit Coll : images recadrées

Posté par
ferenc
re : relativité restreinte 25-05-12 à 14:15

Posté par
alban
re : relativité restreinte 26-05-12 à 18:11

Bonjour ferenc,

Ne vous impatientez pas, il peut m'arriver de ne pas passer par ici pendant plusieurs jours.... ou alors de ne pas pouvoir.

Quand on dit qu'on observe une expérience dans \mathcal{R}' (ou depuis \mathcal{R}', ce qui serait une expression plus correct ici), cela veut effectivement dire que c'est un observateur fixe dans \mathcal{R}' qui observe ce qui se passe dans \mathcal{R}.

Ici, supposez que vous êtes dans \mathcal{R}' et que vous regardez passer un dispositif tel que celui qui est dans \mathcal{R} dans votre exemple.

Un obervateur dans \mathcal{R} va voir les rayons lumineux se propager selon sa verticale, comme sur la première figure.

Vous, dans \mathcal{R}', vous voyez ce dispositif se déplacer devant vous. A t = t' = 0 le rayon lumineux est émis. Il se déplace dans \mathcal{R} verticalement. Comme \mathcal{R}' se déplace horizontalement par rapport à vous, vous allez voir la composition de ces deux mouvements, c'est à dire une trajectoire oblique.

La façon la plus rigoureuse de trouver que que vous appellez temps impropre est de préciser les trois évènements qui interviennent ici, c'est à dire, à la fois dans \mathcal{R}' et dans \mathcal{R}, les instants et positions qui correspondent à (1) l'émission du rayon, (2) le rayon touche le mirroir et (3) le rayon atteint à nouveau son point de départ dans \mathcal{R}. Pour simplifier, posez t_1 = t_1' = 0 et x_1 = x_1' = 0, et avec les transformations de Lorentz, vous pourrez trouver ce qui se passe dans \mathcal{R}' connaissant ce qui se passe dans \mathcal{R} et sachant que la vitesse de la lumière est la même (c) dans tous les référentiels inertiels.

Je vous laisse poser tout cela, et si vous avez des difficultés, nous regarderons ensemble.

Une question : vous travaillez avec un cours de votre prof ? ou avec un livre ?
Dans tous les cas, si vous pouvez l'emprunter à une bibliothèque ou si vous avez de quoi l'acheter (et que vous pensez que vous amortirez son prix), je vous conseille pour débuter le livre de José-Philippe Pérez "Relativité, fondements et applciations". Je trouve que le cours est clair et très progressif et surtout il y a pas mal d'exercices corrigés, qui partent d'un niveau vraiment de base et qui permettent devraiment bien apréhender toutes ces notions d'évènements et de changement de référentiels.

Posté par
ferenc
re : relativité restreinte 26-05-12 à 19:11

Merci beaucoup pour votre réponse
Je vais donc réfléchir à tout ça,
Je vous prie de bien vouloir excuser mon impatience,
bonne soirée



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