La Physique

[Mick]

Bonjour ou bonsoir à tous (tout dépend de l'heure à laquelle vous me lirez).

Comme prévu, je voulais créer un sujet dans lequel on pourrait discuter de la physique et de son actualité en long et en large pour poser des questions sur des thèmes que certains aimeraient comprendre davantage avec toutes les nouveautés qui arrivent prochainement (photographie d'un trou noir jamais réalisé et autres découvertes).

Bref, je commence par une petite question (pas trouvé de réponse satisfaisante sur google) sur le m/s² : en fait j'me suis toujours demandé ça singifie quoi ? Pourquoi y a un carré au seconde ?
Si vous pouvez vulgariser.

[Kurama_Senju]

m/s² accélération.
Tu peux l'interpréter comme l'évolution de la vitesse dans le temps : m/s² = (m/s)/s.
C'est aussi ce que les Saiya-jin augmentent pour leurs entraînements.

[Mick]

Merci pour ta réponse Kurama et ravi de te revoir parmi nous.
Si j'ai bien compris, quand on dit que la gravité de la Terre vaut 9.8 m/s² ça veut dire que lorsqu'un objet tombe vers le sol sa vitesse évolue (genre elle change constamment).

Exemple : 1 seconde : 9.8 m/s
2 secondes : 19.6 m/s
etc...

Mais du coup, y a une autre question qui me vient en tête : la vitesse elle augmente à l'infini ? (si on pouvait tomber jusqu'au centre de la Terre, sans aucun obstacle, par exemple)

[Antarka]

Pas sur Terre, le contact avec l'atmosphere créera une friction qui va ralentir le corps en chute libre (ou plutôt, l'empecher d'accelerer passé un certain seuil). C'est aussi ce qui fait qu'un meteore de taille modeste arrivant dans l'atmosphere à 15 km/s aura pas mal ralenti quand il touchera le sol.

Dans le vide (genre l'espace) oui une acceleration peut etre quasiment infinie, enfin jusqu'a la vitesse de la lumière en théorie, même si plus l'objet ira vite, plus ça coutera de l'énergie pour continuer à le faire accelerer.

Si je me plante pas, avec une acceleration de 1g maintenue, en 1 an on s'approche de la vitesse de la lumière.

[Mick]

Pas sur Terre, le contact avec l'atmosphere créera une friction qui va ralentir le corps en chute libre (ou plutôt, l'empecher d'accelerer passé un certain seuil). C'est aussi ce qui fait qu'un meteore de taille modeste arrivant dans l'atmosphere à 15 km/s aura pas mal ralenti quand il touchera le sol.

Pour ton calcul, il m'a l'air plutôt correct, j'ai aussi trouvé la même chose (presque une année).

Quand je tape sur google "accélération", le site Wikipedia donne une définition trop scientifique avec des formules dont on ignore à quoi elles servent ni même ce qu'elles représentent (pas assez vulgarisé) :

Spoiler

Bref, en parlant d'accélération, il y a quelque chose d'intéressant qui se pose.
Vous savez, il existe des petites formules qu'on apprend au Lycée qui sevent à calculer l'accélération à la surface d'une planète comme la Terre (j'me rappelle plus de la formule exacte). Avec cette formule, si on peut calculer la gravité à la surface d'un trou noir, peut-être qu'on trouverait une accélération de l'ordre de 300 000 km/s² ?
Vous savez pas si il y a des mesures qui ont été faites sur ça ? J'ai essayé de cherché sur google encore une fois, mais hélas, je ne trouve aucun article traitant des trous noirs qui mentionne la façon dont a été mesurer sa masse et sa gravité.

[Antarka]

un trou noir n'a pas de surface.

Mais je vois ce que tu veux dire. En fait c'est de la vitesse de libération dont tu parles, aka la vitesse à laquelle un objet doit etre lancé depuis la surface d'un corps pour echapper à son attraction gravitationelle. Sur Terre c'est 11 km/s en gros, depuis la surface du soleil c'est environ 300 km/s. Derrière un horizon des evenements, c'est forcement plus de 300 000 km/s, sinon la lumière s'en échapperait. C'est pour ça qu'aucune matière ni aucun photon ne peut s'en échapper.

Pour la masse d'un trou noir, on la déduit en fonction de ses interactions et son influence sur son milieu environnant. C'est aussi comme ça qu'on calcule la masse de la plupart des corps astraux (des planetes naines aux exoplanètes en passant par les systèmes stellaires doubles ou triples etc). Après, le calcul de la gravité à la surface d'un trou noir n'a pas vraiment de sens vu qu'il faudrait en définir la surface déja. Enfin ca c'est selon la théorie newtonienne de base. La théorie de la relativité générale doit donner la formule que t'as mise.

Mon niveau mathématique est très insuffisant pour résoudre l'équation que tu as postée. Me suis arreté à mon 11/20 au bac eco, et même si j'ai moins rouillé que la plupart de mes potes qui savent pu faire une addition de tête, ca reste un bagage minable.

Si tu as facebook je te conseille cet excellent groupe : https://www.facebook.com/groups/101150769976697/

Tout plein de gens sympas et savants. Juste, cherche ton bonheur avant de poster vu qu'ils deviennent moins tolerants avec les questions trop vagues et formulées 200 000 fois.

[Whis]

Grâce aux lois de Kepler, on peut calculer la masse d'un trou noir à partir des périodes de révolutions des étoiles qui tournent autour de celui-ci (ou plutôt, on peut en avoir une approximation), c'est-à-dire grâce à l'influence du trou noir sur les astres environnant pour reprendre les termes de mon voisin du dessus. Le problème c'est que je sais même plus quelle était la période de révolution mesurée par les chercheurs dans le cas de Sagittarius A star (pour faire une application numérique).

Il y avait une belle vidéo qui montrait la trajectoire d'étoiles autour du trou noir : https://www.youtube.com/watch?v=u_gggKHvfGw

C'est beau et effrayant à la fois. C'est sur cette observation que les chercheurs ont mesurée la période de révolution de l'étoile qui accélère en se rapprochant dangereusement du trou noir (celle qui décrit une belle trajectoire elliptique).

Edit 00:54 21/05/2017

Bah, pour répondre à Mick, j'ai retrouvé l'image pour la période de révolution :



Donc en gros, l'étoile a mis 15,2 ans pour boucler son ellipse autour du trou noir. Dans l'approximation d'une trajectoire circulaire, des articles disent que la distance moyenne du trou noir à l'étoile serait d'environ 132 heures-lumières soit 1,42*10^14 mètres (jusque là, tu me suis ?). Et juste avec la troisième loi de Kepler, tu isoles la masse M du trou noir, tu remplaces tes données dans la formule et tu trouves ton bonheur.



On trouve une masse d'environ 7,45*10^36 kg. Cela correspond bien à une masse comprise entre 3 à 4 millions de fois la masse du Soleil (c'est un nombre qui apparaît assez souvent dans les articles et les documentaires de vulgarisation). Donc c'est cohérent. On retrouve le bon ordre de grandeur : https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_supermassif

[Mick]

m/s² accélération.
Tu peux l'interpréter comme l'évolution de la vitesse dans le temps : m/s² = (m/s)/s.
C'est aussi ce que les Saiya-jin augmentent pour leurs entraînements.

Alors juste une question : pourquoi on dit aussi que c'est 9.8 N/kg ?

Si je me plante pas, avec une acceleration de 1g maintenue, en 1 an on s'approche de la vitesse de la lumière.

Antarka : je reviens sur ton post parce que j'ai vu une vidéo qui parle de ça justement. Sauf qu'en fait le gars de la vidéo explique qu'on peut pas la dépasser même avec accélération maintenue.

https://www.youtube.com/watch?v=1om1Mng5k1M

Par contre, j'me souviens plus comment on trouve qu'il faut environ 1 an.
C'était quoi ton calcul exact please ?

@Whis : ton lien ne marche pas.

[Antarka]

Alors juste une question : pourquoi on dit aussi que c'est 9.8 N/kg ?

9,8m/s2

En gros toutes les secondes ta vitesse augmente de 9,8 mètres par seconde (donc 19,6 m/s au bout de 2 secondes, 29,4 au bout de 3 secondes etc). C est la gravité qui règne sur Terre, ou une accélération de 1g quoi, la référence dont on sait qu elle est supportable par des humains. Sur la lune c est 6 fois moins, à la surface du soleil c est 130 fois plus. Mais 9,8 c est la valeur sur Terre.

Si je me plante pas, avec une acceleration de 1g maintenue, en 1 an on s'approche de la vitesse de la lumière.

Antarka : je reviens sur ton post parce que j'ai vu une vidéo qui parle de ça justement. Sauf qu'en fait le gars de la vidéo explique qu'on peut pas la dépasser même avec accélération maintenue.

J ai jamais affirmé qu on pouvait dépasser la vitesse de la lumière. Physiquement, on ne peut même pas l atteindre. Et s en rapprocher est totalement hors de notre portée énergétique. En fait plus un objet est rapide, plus son poids (masse en interaction avec sa vitesse) est élevé, plus ça coûtera d énergie de continuer à le faire accélérer, et la formule tend vers une valeur infinie quand on se rapproche de la vitesse de la lumière dans le vide. Donc si on doit cramer l énergie de 50 étoiles juste pour qu un vaisseau monoplace puisse joindre (en quelques siècles) des étoiles a quelques centaines d années lumières, ça limite l intérêt.

Pour ma formule la flemme de la ressortir mais on apprenait ça en Seconde ou Première a mon époque (les suites). Mais bon suffit de trouver le nombre de secondes nécessaires, avec une accélération de 9,8m/s, pour atteindre les 300000 km/s. Puis on divisé par 3600 pour avoir le nombre d heures puis par 24 pour le nombre de jour. Mais personne l à cité plus haut ? Ça m étonne.

[Mick]

9,8m/s2

En gros toutes les secondes ta vitesse augmente de 9,8 mètres par seconde (donc 19,6 m/s au bout de 2 secondes, 29,4 au bout de 3 secondes etc). C est la gravité qui règne sur Terre, ou une accélération de 1g quoi, la référence dont on sait qu elle est supportable par des humains. Sur la lune c est 6 fois moins, à la surface du soleil c est 130 fois plus. Mais 9,8 c est la valeur sur Terre.

Oui, ça, je l'avais bien compris.
Mais ce que je me demande c'est pourquoi est-ce que les "unités" sont différentes alors que c'est censé exprimé la même chose; càd une accélération ?

[omurah]

plus son poids est élevé, plus ça coûtera d énergie de continuer à le faire accélérer

Ah ouais ?
Aurais-tu le temps de m'expliquer ça s'il te plait ?
L'idée semble assez contre-intuitive je trouve (j'aurais plutôt parié que moins la résistance à l'accélération, donc l'inertie, est élevée, moins il faut d'énergie), mais je ne doute pas que ce soit moi qui manque d'éléments de compréhension ^^
(je pose la question parce que, vu que j'ai un personnage qui se base quasi-exclusivement sur la vitesse dans ma fic, j'ai tout intérêt à maîtriser le sujet autant que possible, il en va de ma crédibilité )

[Antarka]

Non mais je sais pas justifier ce genre de choses moi, je les lit, parfois je les comprend, souvent je les assimile, mais la plupart du temps je n' y comprend rien.

Enfin la, si, un peu. Déjà faut pas confondre poids et passe. La masse dépend de différents paramètres (volume, densité etc), le poids lui, dépend de la masse mais également de la force exercée dessus.

Pour prendre un exemple à la con : ta masse serait identique sur la lune mais pour un poids en gros 6 fois moindre. La quantité d énergie requise pour un effort physique sera donc normalement plus faible sur la lune.

Maintenant... La vitesse, sur une force, a un impact infiniment plus important que la masse d un objet. La formule, comme déjà dit, c est la moitié de la masse x vitesse au carré. Ça implique qu un corps de 5 tonnes qui te rentre dedans à 20km/h te fera moins mal qu un corps de 1 tonne qui te rentre dedans à 50km/h.

Je n' ai plus la formule en tête pour l energie, en admettant que je l ai déjà eu, mais c est une exponentielle qui tend vers l infini quand X s approche de C (C =vitesse de la lumière dans la vide). Comprendre qu un objet qui s approche (je parle genre 99%) de la vitesse de la lumière aura un poids pratiquement infini (et à partir de C, tu peux virer le "pratiquement", d ou l impossibilité physique du bousin). Hors pour influer sur un poids pareil, faut une énergie en proportion. Donc qui tend elle aussi vers l infini. En gros même un petit vaisseau monoplace finira par devenir aussi compliqué à déplacer qu une planète, une fois une certaine vélocité atteinte.

Et pour ta fiction, tes personnages ne sont pas concernés. N importe quel personnage capable de mettre un coup de poing à la vitesse de la lumière, il eclaterait la fusion Potalas de Whis et Beerus d un doigt, les persos de DBs sont absolument pas dans cette ligue la. Et des vitesses pareilles sont impossibles à atteindre dans une atmosphère (je pense qu un corps humain propulsé à travers une atmosphère à la vitesse de C, bah y a pu d atmosphère après). Même Superman il s est jamais approché de cette vitesse à part dans l espace (et si c est pas le cas : c est totalement con).

[omurah]

Merci pour les rappels ^-^
Et pour l'exemple des persos DB et de Superman, je te +1

Hors pour influer sur un poids pareil, faut une énergie en proportion.

Eh bien, ok, vendu, je te crois sur parole
En tout cas j'aurais pas cru, avant de te lire. Genre autant je comprends facilement qu'il faille une énergie infinie pour atteindre C, autant je pensais pas que l'accélération elle-même pouvait être limitée par... la vitesse (genre pour prendre un exemple tout bête de la façon dont je voyais les choses, une voiture en panne sèche est plus difficile à pousser à main nue au moment où il faut vaincre son inertie qu'au moment où on a déjà bien poussé et qu'elle roule pratiquement toute seule, par contre si on imagine les pousseurs passer tout d'un coup à l'avant de la voiture pour non plus la pousser mais la faire s'arrêter, là la vitesse sera immédiatement traduite en poids dans leur esprit, et beaucoup serreront les fesses au moment de voir la caisse leur foncer dessus)

[Mick]

Et pour ta fiction, tes personnages ne sont pas concernés. N importe quel personnage capable de mettre un coup de poing à la vitesse de la lumière, il eclaterait la fusion Potalas de Whis et Beerus d un doigt, les persos de DBs sont absolument pas dans cette ligue la.

Hum, donc Kizaru est capable de marrave tous les personnages de Dragon Ball ?

[Antarka]

Si on parle de quelqu'un capable de te puncher la face à 300 000 km/s, oui.