une loi de Physique

... à m'expliquer, please ...

Avec des mots simples


La loi sur la conservation du mouvement, les freinages et autres phénomènes de vitesse.

Que se passe-t-il lorsque la masse d'un objet augmente au cours d'une chute ?

(par exemple lorsqu'un parachutiste dont le parachute ne s'ouvre pas s'accroche à un autre parachutiste dont le parachute ne s'ouvre pas non plus .... ou si une météorite tombe sur une météorite qui tombe encore sur une météorite, au cours de leur chute .... )

Au pif, l'objet continue de chuter comme si sa masse n'avait pas changé À moins que ta question portait sur un autre aspect de la chose ?

GrosRatNoir a écrit:

Au pif, l'objet continue de chuter comme si sa masse n'avait pas changé À moins que ta question portait sur un autre aspect de la chose ?

Si l'accélération égale la force sur la masse, comme la masse change, l'accélération aussi, non ? Et la force exercée sur le fluide qu'est l'air (et donc le frottement) et la force ensuite exercée sur le sol lors de l'impacte aussi, non ?

Angelo a écrit:

Si l'accélération égale la force sur la masse, comme la masse change, l'accélération aussi, non ?

Excellente remarque. La masse change, mais la force exercée également. Ici, il s'agit de la force F de pesanteur qui, à la surface terrestre, est de la forme F = mg où g est l'accélération de pesanteur (9.81 m/s²). Ainsi, on a que l'accélération subie par l'objet est (en vertu de la 2e loi de la dynamique) :

a = F/m = (mg) / m = g

On voit donc que l'accélération ne dépend pas de la masse, d'où le fait que la chute reste inchangée quand la masse change. La question n'est pas anodine, on peut soulever des interrogations fondamentales à propos du concept de masse et de gravitation (et pour les curieux, cela mène à un des postulats de la relativité générale : le principe d'équivalence).

Angelo a écrit:

Et la force exercée sur le fluide qu'est l'air (et donc le frottement) et la force ensuite exercée sur le sol lors de l'impacte aussi, non ?

Pour en avoir le coeur net, il faut prendre l'expression de la force de frottement exercé par l'air sur l'objet. Il se trouve que cette force dépend de :

- la densité de l'air,
- en gros, "la face avant de l'objet" (c.-à-d. la surface de l'objet contre laquelle l'air arrive)
- la forme de l'objet (son aérodynamisme).

Mais de nouveau, cette force de frottement ne dépend pas de la masse de l'objet !



Bien sûr, j'ai supposé que seule la masse de l'objet change durant la chute, et pas sa forme. Si par exemple l'objet grossit au fur et à mesure qu'il prend de la masse, alors sa forme change et dans ce cas la résistance de l'air également.

(Et j'ai oublié d'ajouter que la force de frottement dépend aussi de la vitesse de l'objet, cette dernière étant obtenue à partir de son accélération. Comme celle-ci reste inchangée, la vitesse également est identique.)

Pour les objets qui n'ont pas une forme qui résiste trop à l'air la vitesse de la chute est indépendante de la masse mais elle est proportionelle à la durée de la chute: la vitesse du corps en chute libre augmente de 9.8 métre par seconde chaque seconde.
C'est parce que la masse pesante (la masse qui determine la force de gravitation exercée sur un corps ) est égale à la masse d'inertie( la masse qui determine la resistance d'un corps au mouvement: plus un objet est lourd plus il est difficile de le déplacer). Donc un corps trés lourd ne chute pas plus rapidement qu'un corps léger parce qu'il résiste au mouvement plus que lui.