Coup de main pour une petite étude :-)

Ravi de pouvoir t'aider Imagine.

Profession: étudiant en DUT Gestion Administrative et Commerciale, également intermittent du spectacle.


1) Vous êtes tout en haut du mât d'un petit voilier qui avance sur une mer parfaitement calme, en ligne droite à vitesse constante. Vous lâchez une petite pierre du haut de ce mât. Où tombe la pierre si on oublie tout les frottements ?

Au pied du mât, tous les corps concernés étant en mouvement.

2) Une voiture roule à une vitesse constante de 70 km/h sur une portion en ligne droite d'une autoroute.
Un passager de la voiture passe alors le bras par la fenêtre et lâche une pierre à l'extérieur de la voiture qui continue à rouler.
Où la pierre touche t'elle le sol si on oublie tout les frottements ?


Derrière la voiture.

3) Jean-Michou lance une balle en l'air verticalement vers le haut puis la rattrape. On décompose le mouvement de la balle en trois phases : la montée, la descente et le moment où la balle est immobile au plus haut de son mouvement. On oublie tout les frottements.
Pendant chacune des phases, sauriez vous dire quelles sont les forces qui s'exercent sur la balle ?

-phase 1: la force de poussée verticale vers le haut dûe au lancement
-phase 2: la force de poussée et la force de gravité atteignent leur "point zéro", la balle reste en l'air une fraction de seconde
-phase 3: la force de gravité fait son oeuvre et attire la balle au sol.

4) Marie-Mohammed lâche une lourde pierre et une petite bille de verre plus légère d'une même hauteur. Il l'y a pas de frottement. Quel objet va toucher le sol en premier ?


Exactement en même temps.

5) Un petit récipient vide quelconque flotte dans un bassin remplie d'eau. On pose une brique dans le récipient sans que cette dernière le fasse couler. Que fais le niveau de l'eau dans le bassin ?
a) Il monte ?
b) Il reste identique ?
c) Il descend ?

Poussée d'Archimède: le récipient s'enfonce un peu dans l'eau, même si il ne coule pas, plus d'espace est utilisé, donc le niveau de l'eau monde, même si c'est de manière infime.

Même question si on enlève simplement la brique du récipient et qu'on la pose au fond du bassin ?

Le niveau de l'eau redescend, le corps étant retiré de l'eau, moins d'espace est nécessaire.


[edit] appelez moi "Celui-qui-arrive-après-la-guerre"

[ Dernière modification par Achlord le 16 nov 2009 à 17h58 ]

_ Pourriez vous me dire quelle est votre profession actuellement et si vous êtes étudiant, quelle est votre branche d'étude ?


Salut je suis étudiant à l'université de genève, en 2e année de socio-économie.



Voici les questions :

1) Vous êtes tout en haut du mât d'un petit voilier qui avance sur une mer parfaitement calme, en ligne droite à vitesse constante. Vous lâchez une petite pierre du haut de ce mât. Où tombe la pierre si on oublie tout les frottements ?
a)
b) Au pied du mât
c)

2) Une voiture roule à une vitesse constante de 70 km/h sur une portion en ligne droite d'une autoroute.
Un passager de la voiture passe alors le bras par la fenêtre et lâche une pierre à l'extérieur de la voiture qui continue à rouler.
Où la pierre touche t'elle le sol si on oublie tout les frottements ?
a)
b)
c) Derrière la voiture

3) Jean-Michou lance une balle en l'air verticalement vers le haut puis la rattrape. On décompose le mouvement de la balle en trois phases : la montée, la descente et le moment où la balle est immobile au plus haut de son mouvement. On oublie tout les frottements.
Pendant chacune des phases, sauriez vous dire quelles sont les forces qui s'exercent sur la balle ?

Pendant la première, puis la deuxième, puis la troisième phase, il y a une force qui s'applique à tout instant sur la balle ; l'attraction terrestre.


4) Marie-Mohammed lâche une lourde pierre et une petite bille de verre plus légère d'une même hauteur. Il l'y a pas de frottement. Quel objet va toucher le sol en premier ?

Ils vont toucher le sol en même temps.


5) Un petit récipient vide quelconque flotte dans un bassin remplie d'eau. On pose une brique dans le récipient sans que cette dernière le fasse couler. Que fais le niveau de l'eau dans le bassin ?
a) Il monte
b)
c)


voila mes réponses !

Les réponses de ma copine, en 2ème année de physique-chimie

C

B

le poids, le poids, le poids, et peut-être une espèce de réaction de l'air....(poussée d'archimède? euh....)

la pierre

ça monte ça monte

J'ai interrogé un de mes parents.
Profession : informaticien.

Question 1 : c)
Question 2 : b)

Question 3 :
descente : gravitation
immobile : "poussée" gravitation
montée : "poussée"

Question 4 :lourde pierre

Question 5 :
a1) il monte
a2) il monte

omg

^^



Et j'attends toujours.

Faudrait peut-être indiqué sur le 1er post que Imagine a eu assez de réponses pour son test, non ?

Salut

Ouf !

Le 16/11/2009, Superarcanis avait écrit ...

C'est dommage. J'ai pris le temps de répondre aux questions d'Imagine, mais lui ne s'en donne pas la peine en ce qui concerne mes questions

Mais si ! C'est juste que je n'arrivais pas à me débloquer un période de temps de connexion assez longue pour le faire car il y a beaucoup de chose que je voulais expliquer surtout que les nombreuses remarques qu'il y a eu (dont les tiennes) sont loin d'être mauvaises et inintéressantes !
Je voulais simplement être sûr de pouvoir y consacrer le temps qu'elles méritent

Donc je reprend un peu tout depuis mon dernier post et je répond à tout ceux qui m'ont légitimement posé des questions sur les enjeux de la situation de la balle et des forces qui s'y appliquent lors de sa montée :

Mais pour la 3, le problème se pose différemment, car si les gens se gourent, c'est pas du tout par manque d'intuition ou de raisonnement. C'est uniquement qu'ils n'ont pas saisi totalement l'une des notions de l'énoncé. Donc je ne sais pas exactement ce que tu souhaites tirer de cette question si ce n'est "ceux qui ont appris la différence entre force et vitesse peuvent répondre à la question". Je me fous d'avoir eu tord. Je t'explique pourquoi et j'essaye de comprendre ce que toi tu cherches en posant cette question.

Il est vrai que j'ai posé cette question en sachant pertinemment que quasiment 100% d'entre vous se planteraient mais ce que je voulais savoir surtout, c'est comment et en quels termes vous alliez justifier votre raisonnement et quel allait être ce raisonnement.
Ce qui ressort de ces réponses est extrêmement intéressant pour moi car j'ai pu comparer l'erreur que vous faisiez de confondre vitesse et action d'une force avec notamment des propos tenus à une époque antérieure à Galilée concernant le même genre de problème scientifique :
On était persuadé alors que les objets étaient capables de "mémoriser" et garder en eux une sorte de "résidus de force" qui pouvait leur conférer un mouvement.
A cette époque, on avait donné à cette soi-disante force le nom de "impetus". Ce qui m'a particulièrement intéressé dans vos réponses est que les termes que vous employez sont exactement, presque au mot près, ceux qui servaient à l'époque à décrire la notion d'"impetus" !
Maintenant, quel est le rapport avec le raisonnement "intuitif" ? Il est évident : la notion d'"impetus" inventé au 16ème siècle est directement liée au raisonnement intuitif qui dit que "si cette objet bouge, c'est qu'il est soumis à une force" autrement dit "force implique vitesse" ce qui correspondait à l'idée intuitive qu'Aristote et ses contemporains se faisaient notamment du mouvement des objets ;
Mais ici, le raisonnement contre-intuitif est d'admettre que même si la balle monte, aucune force ne l'a fait monter ; c'est exactement la même chose lorsque l'on pousse par exemple une bille sur une plaque et que la bille roule en ligne droite : tout ce que l'on donne à la bille et qui va la faire rouler, c'est une vitesse, un élan, mais une fois cette impulsion donnée au départ, il n'y a plus rien en soi qui pousse la bille ; ce qui l'a fait avancer n'est rien d'autre que la vitesse qu'on lui a donnée au départ
Et il n'y aucune raison, même s'il est contre intuitif de l'admettre, que cette situation soit différente de celle d'une bille jetée en l'air.

C'est dur d'être clair... Hésite pas si tu as des questions où des commentaires.

Je sur-kiff cette conversation !!!

Pour la 4, c'est de la connaissance pure. On sait ou on ne sait pas. On nous a dit la réponse ou on a fait soit même le test avant, mais on ne peut pas l'inventer. Après par intuition et lorsqu'on ne sait pas, on peut se gourer (c'est même pas "on peut", c'est "on se goure"), et dire que le plus lourd tombe en premier, donc c'est intéressant. Moi c'est ce que je pensais avant qu'on me dise que c'est faux. Mais il n'y a pas de place pour la réflexion, sauf si on est un génie, car n'importe qui qui connait la réponse et qui n'a pas étudié le sujet serait incapable d'expliquer pourquoi c'est comme ça.

Ta remarque est excellente et elle illustre bien, selon moi, tout l'intérêt de cette question, comme tu le dis très bien

En effet, ce problème fait appel directement à une démarche expérimentale car il est particulièrement contre-intuitif de se dire qu'un objet de 10000 tonnes et qu'un autre objet de 500 grammes que l'on fait tomber en chute libre (c'est à dire sans autre force que la gravitation terrestre s'exerçant sur eux) de la même hauteur puisse tomber exactement à la même vitesse et toucher le sol au même moment alors que c'est pourtant le cas !

Je me souviens avoir posé ce problème à des étudiants en première année de licence exactement en ces termes et même ceux qui étaient sensés connaître la réponse se sont plantés tellement c'est contre-intuitif !
Sans leur donner la réponse, je leur ai demandé d'imaginer et réaliser une expèrience très simple pour étudier le phénomène.
L'un des étudiants a alors pris un mouchoir en papier dans sa main droite et un lourd trousseau de clés dans l'autre et les a lâchés au dessus du sol de la même hauteur ; il a alors constaté que le mouchoir touchait le sol bien après la trousseau de clés.
Je lui ai alors demandé de refaire exactement la même expérience en chiffonnant le mouchoir et en le compressant jusqu'à lui donner la forme d'une balle pour diminuer au maximum les frottements.
Il refait alors l'expérience et le résultat est sans appel : le trousseau et le mouchoir touchent le sol au même moment.

Eh bah ils étaient sur le cul !

C'est te dire jusqu'où peut aller la contre-intuition

Pour la 5 c'est toujours pareil. On sait bien sûr que lorsqu'on rentre dans une baignoire, l'eau monte, donc on peut raisonner avec la brique. Par contre on ne sait pas si entre le moment où la brique est dans le récipient et celui où elle est dans l'eau, le niveau monte, car ça on n'a jamais eu l'occasion normalement d'en faire l'expérience dans la vie de tous les jours. Donc soit on nous l'a dit, soit on a été curieux et on a fait l'expérience, soit on ne sait pas. Mais il n'y a pas de place pour la logique, sauf à être un esprit supérieur. Après par intuition, je sais pas trop ce qu'on peut répondre. Moi j'ai répondu au hasard.

Remarque intéressante.
J'avoue en avoir trop fait sur cette question qui, au fond, ne pouvait pas apporter de choses vraiment intéressantes...

Au départ, je pensais m'en servir un peu de la même manière que la question 4 ou 3 c'est à dire étudier la manière de raisonner et surtout les arguments que vous alliez donner mais c'était clairement de trop car ici, la notion abordée n'est pas une notion de base.

C'est de la dynamique des fluides et la démarche expérimentale que cela suppose est loin d'aller de soi comme pour la question 4.

Cependant, j'y ai quand même vu des choses intéressantes comme par exemple la façon d'aborder la question de la situation initiale : a quel moment et de quelle manière prend t'on en compte le niveau de l'eau ?
Certains d'entre vous ont vu l'incohérence et le manque de précision et pas d'autre qui, intuitivement, n'ont envisagé la question que dans un sens.
Même si l'enjeu de l'intuition n'est pas le même ici, il reste intéressant amha

De base et pour répondre à ta dernière question :

On cherche à savoir si le niveau monte par rapport au moment où la brique est dans le récipient ou nul part ?

, je voulais au départ que ce soit par rapport au moment où la brique est dans le récipient car ce qui était véritablement contre-intuitif pour moi était de se dire que le niveau de l'eau descendait entre le moment où la brique est dans le récipient et celui-où on l'installe au fond.

Au sujet du débat entre les amis Ekrasios et Dr-Tenma sur les objets sans masse et pour paraphraser un peu l'ami keeki-jeeki, il faut être extrêmement prudent quand on parle de photon et d'échelle pour les observer.

En effet, on ne peut parler de photons comme d'objets masse qu'à condition, déjà, d'admettre leur existence ce qui est loin d'être prouvé, la physique actuelle, appuyée par la physique quantique et les dernières trouvailles dans certaines branches de l'astrophysique, considérant de plus en plus la lumière comme une onde électromagnétique et non un faisceau de particules.

De plus et comme l'a très bien dit k-j, parler d'échelle (atomique ou non) et de photon n'a pas vraiment de sens dans la mesure où les photons, s'ils existent, n'ont ni masse, ni longueur.
C'est une conséquence directe des lois de relativité générale.

A++

edit : la bd est juste mais elle me fout un peu les jetons quand à mon image : EH LES MECS JE SUIS PAS OUI-OUI FAUDRAIT ARRÊTER QUAND MÊME OH QUOI !

[ Dernière modification par imagine le 16 nov 2009 à 23h22 ]

Qu'est ce que je fous dans cette BD ? Y a pas marque SPA sur mon front, je défends pas les girafes

Salut

Merci Atropos. Je savais que je pouvais compter sur toi.

A++

[ Dernière modification par imagine le 16 nov 2009 à 23h35 ]

Je suis satisfait des réponses, merci.

Pour la 5 bis, je pense que plusieurs n'ont pas du la comprendre dans ce sens.
Pour la bd, tu n'es pas Oui oui. Tu es un esprit perfide qui utilise son image d'intouchable gentil pour tabasser les autres ! J'aime bien cette idée du personnage qui a l'air tout gentil et qui recèle en réalité un esprit hautement diabolique

Le 16/11/2009, imagine avait écrit ...

En effet, on ne peut parler de photons comme d'objets masse qu'à condition, déjà, d'admettre leur existence ce qui est loin d'être prouvé, la physique actuelle, appuyée par la physique quantique et les dernières trouvailles dans certaines branches de l'astrophysique, considérant de plus en plus la lumière comme une onde électromagnétique et non un faisceau de particules.

Je vais m'aventurer sur une pente glissante (je ne connais rien de précis en relativité générale, et tu as l'air d'être plus que calé en physique ), mais tu semble suggérer que la lumière n'a pas de comportement particulaire avéré...

Je propose d'être encore un peu plus prudent que tu ne l'es toi-même en disant que la lumière n'est ni une onde ni un faisceau de particules, comme l'ont démontré certaines expériences de physique quantique plus ou moins récentes (si tu as un lien ou un ouvrage à me proposer concernant les "dernières trouvailles" de l'astrophysique, je suis tout de suite preneur ). Des manips de création de photons uniques à des instants déterminés ont été inventées il y a quelques dizaines d'années (de mémoire). Il est même possible de mettre en place des manips de TP pour "compter" les photons (il faut un peu de matériel spécialisé là quand même, on arrive à des comptages de l'ordre de 200 photons).

Par ailleurs, en photographie, il est d'usage de considérer le bruit de photons en bas niveau de lumière. Ce bruit semble difficile à expliquer (si tu en vois une, précise le moi pour que j'arrête de dire des anneries) si on ne décrit pas la lumière d'un point de vue discret/statistique. Je passerais les travaux de cryptographie quantique...

Mon argumentaire n'est pas là pour dire que la lumière est constitué de grains, mais que cette description est adaptée dans plusieurs cas de figure ingérables par l'électromagnétique, et vice-versa (ce n'est pas moi qui vais te parler de la diffraction ). Au risque de me répéter, la lumière n'est probablement ni onde ni corpuscules à proprement parler, il s'agit plutôt d'un phénomène vu comme dual.

Et comme tu l'as dis le sujet est délicat, ces descriptions sont limitées et ne sont que des représentations parcellaires d'un phénomène complexe.

PS: je ne vois par comment la physique quantique parvient à appuyer le comportement électromagnétique de la lumière

PS: je ne vois par comment la physique quantique parvient à appuyer le comportement électromagnétique de la lumière

C'est ce qui est amusant : tu remplaces le champ électromagnétique par un champ de probabilité de position/vitesse des photons en gardant les équations de Maxwell. Du coup la lumière se propage comme une onde mais le choc avec autre chose fixe sa position. Par exemple pour les fentes d'Young, si tu ne captes qu'à l'écran, la proba garde une forme diffractée, mais si tu captes au niveau des fentes, c'est fini puisque le photon étant fixé à ce moment au niveau d'une fente, il n'y a plus interférences.

MC, la dualité onde-corpuscule expliquée en deux minutes.

Bon au départ, le sujet c'était l'intuition, je crois que là on y est pas vraiment en plein dedans.
(Edit/Remarque : ce que je raconte doit quand même dater de presque un siècle)

[ Dernière modification par Keeki-jeeki le 17 nov 2009 à 10h16 ]

Je tiens à préciser que je n'ai fais que répondre à Ekrasios, j'ai jamais dit que les photons existaient.

Le 17/11/2009, Dr-Tenma avait écrit ...

Je tiens à préciser que je n'ai fais que répondre à Ekrasios, j'ai jamais dit que les photons existaient.

Grand Dieu, heureusement ! Ce serait sacrilège !