Les mauvais exemples

[pascal16]

Après une remise à niveau mathématique, je me posais quelques questions sur la physique.
Je regarde donc des vidéos sur Youtube de vulgarisation. David Louarpe est vraiment trop fort, lui qui a fini ses études sur la gravité quantique à boucles nous fait des vidéos d'un bon niveau.

Là, je tombe sur la fameuse cabine d’ascenseur d' Einstein qui dit qu'on ne peut pas différencier le fait d'être dans un mrua ou soumis à la pesanteur. Madeleine de Proust, te voilà. L'exemple cité partout, fondateur de la pensée de la relativité générale.
Mais je ne regarde plus les choses avec des yeux d'étudiant aux limites de ses connaissances, j'essaie de valider chaque étape de ma pensée et là horreur, ça ne colle pas

exemple :


deux masses identiques, deux cordes infiniment souples, une poulie sans frottements...
sur terre -> la gravité est légèrement plus faible pour la masse du haut que celle du bas, il n'y a pas équilibre.
en mrua façon physique newtonienne -> l'accélération est la même pour les deux masses, les force sont identiques, il y a équilibre.

Perso, je pense qu'Einstein a raison, le mrua provoque une distorsion de l'espace-temps et il n'y a pas équilibre, et on le démontre par la relativité générale (je ne l'ai pas fait, Black-Jack aura sans doute une preuve a nous apporter).

Ce qui me gène, c'est pourquoi utilise-t-on des explications liées à des expériences mentales historiques, mais avec la mauvaise conclusion. La bonne conclusion, c'est qu'il n'y a pas équilibre et que la vision newtonienne des choses ne permet pas de le démontrer.
Maintenant, on demande à la Nasa de trancher en lançant une fusée avec le dispositif ?

Quel est votre avis plus sur la valeur pédagogique des mauvaises interprétations et/ou votre avis sur la question physique ?
Merci.
PS : ceci n'a rien à voir avec le gars qui essaie de démontrer que telle ou telle théorie est fausse, c'est d'un point de vue pédagogique que je vois un problème.

[nodgim]

Il me semble que de parler accélération avant même de parler force est une erreur. Il n'y a accélération que s' il y a déplacement. Enfin, bon c'est mon idée de départ, de culture Lycée.
gamma = F/M
F1 = k M M' / d1²
F2 = k M M' / d2²
F1-F2=F = k M M' ( 1/d1² - 1/d2²).
L'accélération résultante est le résultat d'une différence de force d'attraction. Le système est en déséquilibre.
A t'on vraiment besoin de la relativité ou de la mécanique quantique dans ce cas ?

[pascal16]

L'expérience ici proposée est celle d'une personne enfermée dans une cage d’ascenseur.
on dit qu'il ne peut pas différencier l'accélération de la pesanteur et une accélération d'un mrua.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Ascenseur_d%27Einstein

La pirouette "localement" non défini permettant de se sortir d'explications impossibles niveau lycée.

Cette explication est top pour les rayons lumineux entrant par un petit trou qui sont déviés par la "gravitation".

[Black Jack]

"sur terre -> la gravité est légèrement plus faible pour la masse du haut que celle du bas, il n'y a pas équilibre.
en mrua façon physique newtonienne -> l'accélération est la même pour les deux masses, les force sont identiques, il y a équilibre."

Pas vraiment.

L'erreur est de penser qu'en physique newtonienne, "l'accélération est la même pour les deux masses, les force" sont identiques, il y a équilibre."

Certes, on fait souvent l'approximation que la force pesanteur est la même pour les 2 objets ... mais on sait aussi (même en Physique newtonienne) que ce n'est qu'une approximation.

On peut parfaitement, tenir compte de la variation de la force pesanteur avec l'altitude en physique Newtonienne. Cela complique les calculs.

Il faut donc voir si, dans le problème étudié, l'erreur faite en négligeant l'effet de variation de la pesanteur avec l'altitude est acceptable ou non devant la précision attendue sur le résultat.

C'est un grand classique dans presque tous les problèmes de Physique, il y a une multitude de phénomènes qui peuvent influencer le résultat d'une expérience.

Essayer de tenir compte de tous ces phénomènes compliquerait les calculs de manière colossale, il est donc toujours nécessaire de savoir estimer l'ordre de grandeur de l'erreur faite sur le résultat en négligeant telle ou telle influence ... et en fonction de ce qu'on veut faire du résultat, voir si on peut ou non négliger l'effet dans l'étude.

Exemple souvent mentionné : La chute sur Terre d'un simple caillou ...

Elle est influencée par (entre plein d'autres choses) par :

- La variation de g avec l'altitude
- Le frottement dans l'air (y compris du au vent, même par rafales).
- Le fait que le référentiel choisi (terrestre le plus souvent) n'est pas galiléen (rotation de la Terre autour de son axe polaire, mais aussi autourdu Soleil ... qui n'est pas fixe dans notre galaxie qui n'est fixe par rapport aux autres galaxie qui ...)
- La position de la lune (ou d'un autre astre) par rapport au lieu de l'expérience à l'instant de l'expérience.
...

On peut ainsi remplir des pages de phénomènes influençant.

Si on veut attaquer l'étude en tenant compte de tous ces "phénomènes", bonjour les dégâts, cela devient vite infernal.

On doit donc négliger les effets dus à certains de ces phénomènes, mais cela ne devrait pouvoir se faire que si on arrive à estimer l'ordre de grandeur de l'erreur faite en les négligeant ... et cela, très peu de personnes sont capables de le faire (même dans les études supérieures).

Se contenter de dire "que la durée de la chute est petite devant la période de rotation de la Terre ou ..." ne permet de chiffrer l'ordre de grandeur de l'erreur faite en négligeant ces effets.

Ce n'est pas si évident que cela, par exemple peux-tu me dire (et c'est un cas pas trop dur) si négliger l'effet de la position de la lune est susceptible de fausser les conclusions de l'étude de la chute du caillou, si on veut déterminer le point d'impact au sol du caillou tombant du haut de la tour Eiffel ... si on veut cette position à mieux que 1 mm près ?
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Je ne pense pas que ton expérience à 2 masses et la poulie, présenté comme tu l'as fait ait à voir avec "qu'on ne peut pas différencier le fait d'être dans un mrua ou soumis à la pesanteur."

L'article de Wiki, par contre ... c'est OK.

[Ben314]

Salut,
Pour enfoncer le clou dans le même sens que ce que dit Black Jack çi dessus, ben ça serait pas con de se rappeler que Issac Newton, père de la "mécanique classique", outre d'être un renommé physicien, mathématicien, alchimiste (??? c'est wiki qui le dit...), théologien et philosophe était aussi un très renommé... astronome.
Et c'est principalement en temps qu'astronome qu'il a cherché à comprendre les "Principes mathématiques de la philosophie naturelle" vu que son premier résultat à été de démontrer les trois lois de Kepler (déjà connues) à partir de la loi d'attraction universelle des masses (et c'est d'ailleurs sans doute en partant des ces 3 loi qu'il a trouvé le principe général de la loi d'attraction universelle des masses)
Et bien évidement, si on parle d'astronomie, il est bien clair qu'il est totalement hors de question de considérer que les forces gravitationnelles sont constantes comme tu semble le dire avec ton "physique newtonienne -> l'accélération est la même pour les deux masses"

[Skullkid]

Bonsoir, je seconde évidemment ce qui est dit plus haut, mais une remarque supplémentaire qui me semble importante.

Si on applique l'hypothèse du champ de pesanteur uniforme (qui comme dit n'a rien à voir avec Newton vs Einstein) à ton exemple, on obtient un système complètement libre : il n'y a pas vraiment d'équilibre puisque toutes les configurations possibles sont "à l'équilibre". C'est même une infinité "à deux dimensions" si on considère comme tu le suggères, la corde comme infiniment souple, ie qu'elle peut changer de longueur à loisir, mais je suppose que tu voulais dire qu'elle est parfaitement rigide, ie que sa longueur est fixée (dans ce cas on n'a plus qu'un degré de liberté vu que la position relative des masses est fixée). Dans ce genre de cas, la moindre perturbation a son importance vu que favoriser une certaine configuration d'un iota va suffire à lui donner le statut de L'Équilibre (et c'est là qu'on rejoint ce que dit Black Jack : il va falloir commencer à lister les causes de perturbations et essayer de voir lesquelles sont les plus importantes).

Bref, même si on ignorait le fait que g dépend de l'altitude (ou que la corde a forcément une masse, ce qui intuitivement me semble au moins aussi important), on serait capable de repérer une faiblesse dans le modèle : il manque quelque chose si on veut pouvoir parler d'équilibre.