Il existe tout un tas de manières de choisir son référentiel. De manière évidente, puisque le temps est absolu, elle conserve les intervalles de temps entre les évènements. Méfiez-vous, cela semble parfois évident pour un humain de notre époque. Dans cette partie nous allons appréhender le principe de relativité par des exemples de la vie courante. Le principe de Galilée affirme sa position que la paix entre le mouvement et il n'y a pas de différence. C’est pour cela que l’on choisit un repère (au sens mathématique du terme), avec une origine, des axes orientés, des coordonnées et des unités. Toutefois le principe de relativité, énoncé par Galilée et confirmé par Newton, selon lequel les lois de la physique sont les mêmes pour tous les systèmes physiques animés d'un mouvement uniforme (à vitesse constante) pose un problème : dans quelle mesure la vitesse de la lumière dépend-elle du mouvement de la source ou du récepteur ? P.S : Désolée s’il y a quelques fautes d’orthographes, ou si je n’ai pas employé les bons termes phisiques et/ou mathématiques. Énoncé du principe de relativité de Galilée. On peut même considérer que la relativité restreinte… Nous allons donc chercher la transformation mathématique qui permet de passer de (x,t) à (x’,t’) entre deux référentiels galiléens. C’est juste ! (ou le problème du firewall) | Science étonnante, merci ja i a peu pres compris ce que je voulais savoir meme si je n ai pas tout saisi rien d etonnant vu que je n ai que 13ans, Pingback: Carlo Rovelli par-delà le visible Mon article 2: Le temps n’existe pas. En pratique, pour faire des calculs ou comparer des observations, on peut avoir besoin de changer de référentiel. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées. Le principe de relativité n’est donc vérifié que pour des référentiels en translation rectiligne uniforme l’un par rapport à l’autre, on appelle d’ailleurs ces référentiels des référentiels galiléens. Ces deux propriétés sont bien pratiques : elles signifient que deux observateurs dans deux référentiels galiléens seront toujours d’accord sur les mesures de longueur ou de temps. Ce " principe " n'en est plus un à partir du moment où l'on comprend qu'il doit sa forme à une exigence de niveau plus élevé, celle qu'impose le " principe de relativité ", énoncé par Galilée au début du XVIIe siècle : les choses se passent de la même façon (et les lois qui les régissent sont les mêmes) à bord d'un navire voguant à sa vitesse de croisière sur la Méditerranée et lorsque ce navire est amarré à un quai de … Et aussi, tel que je me connais, je risque de poser d’autres questions. L’actualité scientifique de ces derniers jours a fait beaucoup de références à la théorie de la relativité restreinte. Il s’agit d’une expérience que nous avons tous vécue : lorsque l’on se trouve dans un train qui roule à côté d’un autre train immobile, il est parfois difficile de deviner lequel des deux se déplace véritablement. Mais quand ils sont en mouvement relatif, trouver la transformation qui permet de passer de (x,t) à (x’,t’) devient plus compliqué. La théorie de la relativité générale est une généralisation du principe de relativité échafaudée par Galilée au XVIIème siècle, qui a permis d'être généralisée en une théorie de la gravitation, bouleversant nos concepts d'espace et de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde. Donc effectivement, espace homogène, isotrope, vide ! PRINCIPE D'INERTIE Rien ne vaut les explications claires par l'exemple que donne Galilée dans son livre. S. Par Rédaction Science&Vie . Pour passer d’un référentiel R à un référentiel R’, il faut connaître l’opération mathématique qui permet de transformer (x,t), les coordonnées d’un évènement dans R, en (x’,t’) ses coordonnées dans R’. Énoncé du principe de relativité de Galilée Définition : La transformation de Galilée Soit le référentiel animé d'un mouvement rectiligne uniforme, de vitesse par rapport à un système de référence galiléen , supposé fixe, une particule est respectivement décrite par et dans les référentiels … Petite précision sémantique donc, pour ne pas égarer les élèves de Terminale S (à qui l’on dit souvent : « premièrement on choisit un référentiel, deuxièmement, on choisit un repère… »), qui suivent votre blog : dans votre article le mot « référentiel » recouvre les deux sens des mots « référentiel » et « repère » tels que rappelés ci-dessus. À noter au passage que cette valeur, nulle ou non, de 1/c joue un grand rôle dans l’« espace des théories » établi par Veneziano : http://fr.wikipedia.org/wiki/Gabriele_Veneziano#La_le.C3.A7on_inaugurale + note de bas de page 😉, Erf, tout est déjà dit dans le billet du webinet des curiosités, toutes mes confuses…. 01 juin 2012 à 00h00 . La cinématique de Galilée commença, vers 1590, par l'étude détaillée de la chute des corps et, plus généralement, la cinématique des corps libres. La loi de Newton est donc bien identique dans R’. En mécanique, on cherche à étudier le mouvement des objets; et pour parler de la position ou de la vitesse d’un objet, nous avons besoin d’un référentiel qui nous dise comment mesurer l’espace et le temps. Il fallait résoudre ce paradoxe, il l’a fait en montrant que Lorentz était le bon choix, et que la loi de Newton devait être modifiée, pour prendre une forme compatible. Cette sensation bizarre n’est qu’une des manifestations d’un phénomène plus général que Galilée fut le premier à comprendre, l’idée de relativité. Ce que Galilée a réalisé le premier, c’est que ces expériences menées dans chacun des deux trains donneront toujours des résultats identiques, et c’est pour cela que nous sommes incapables de deviner lequel roule vraiment. Deuxièmement, on démontre en fait que la transformation de Lorentz est le seul choix possible (pas de transformation plus générale), la transformation de Galilée n’en étant qu’un cas particulier (en posant 1/c=0). Si on suppose deux référentiels en mouvement relatif à vitesse V, et qui coïncident à l’origine, la solution la plus évidente à la question que nous nous posons est la suivante : Cette opération simple s’appelle la transformation de Galilée. Si on avait imaginé une loi différente, par exemple \(F = m (dx/dt)\), on aurait trouvé que dans R’ \(F= m (dx’/dt’)+V\). Si votre train se met à freiner, à tourner, ou à avoir des à-coups, vous allez ressentir une force vous entraînant d’un côté ou d’un autre : vous pouvez donc savoir que vous êtes dans le train en mouvement. En effet notre bon vieux F=ma n’est pas préservé par la transformation de Lorentz, il va donc falloir le modifier un peu, mais c’est une autre histoire…. C'est galilée qui a fondé le principe de la relativité . Cette sensation bizarre n’est qu’une des manifestations d’un phénomène plus général que Galilée fut le premier à comprendre, l’idée de relativité. © 2019 ThemeSphere. "Si une expèrience de mécanique est réalisée dans un référentiel galiléen, les résultats de l'expèrience ne peuvent mettre en évidence son mouvement rectiligne et uniforme". Et enfin troisième conséquence, les vitesses se composent en s’additionnant : puisque x’ = x- Vt, on a dx/dt = dx’/dt’ + V. Pour connaître la vitesse d’un objet dans R, il suffit de connaître celle dans R’ et d’ajouter V. Là encore ça parait naturel : si vous lancez une balle à 5 km/h dans un train roulant à 100 km/h par rapport au sol, la balle ira à 105 km/h par rapport au sol ! Il est connu que, en l'absence d'accélération dans le système de déplacement par rapport à un autre système de référence, l'accélération du corps par rapport à l'autre de ces systèmes est constante. D’où sortent-elles et qu’est-ce qui prouve qu’il n’y en a pas des tas d’autres possibles ? La transformation de Galilée préserve la simultanéité. Vous pouvez d’ailleurs aller lire l’excellent texte initial de Galilée sur le sujet : « Enfermez vous avec un ami dans la plus grande cabine sous le pont d’un grand navire…«Â. Et à cause du principe de relativité, même les lois de la mécanique vont changer. Ce " principe " n'en est plus un à partir du moment où l'on comprend qu'il doit sa forme à une exigence de niveau plus élevé, celle qu'impose le " principe de relativité ", énoncé par Galilée au début du XVIIe siècle : les choses se passent de la même façon (et les lois qui les régissent sont les mêmes) à bord d'un navire voguant à sa vitesse de croisière sur la Méditerranée et lorsque ce navire est amarré à un quai de … principe a été énoncé pour la première fois par Galilée sous la forme « le mouvement est comme rien » : le point de vue sur le monde physique de celui qui voyage en bateau est partagé par celui qui est resté sur le quai. L ... On insistera sur le rôle fondamental que joue dans ce changement le principe de relativité énoncé par Galilée – première occurrence d'un principe d'invariance dans la physique moderne. On voit qu’une fois on connait la transformation de Galilée, la compatibilité avec le principe de relativité impose une restriction sur les lois physiques possibles. C’est d’ailleurs ce qui fait que pour tous les cas pratiques à vitesse faible, Galilée fonctionne quand même puisque dans la vie de tous les jours 1/c est presque nul ! Elle suppose que le temps est absolu, et donc que la mesure du temps est identique dans les deux référentiels (t=t’). ou → = ′ → + → ⋅ équation (3,3) de la page 13 intitulée Le principe de relativité de Galilée du livre de mécanique de Landau aux éditions MIR. Maintenant que vous savez tout sur la relativité de Galilée, nous allons voir en un mot comment la transformer en relativité restreinte. Mais je me pose quand même des questions : Si j’ai bien compris, pour que ces calculs soient justes, on supose que la vitesse de la lumière est constante dans le vide, et que l’espace est homogène. Affirmer qu’une loi est la même dans deux référentiels, c’est affirmer que si on lui applique la transformation de changement de référentiel, elle ne doit pas être modifiée. D'une théorie à l'autre (physique classique, relativité restreinte ou générale), la formulation du principe a évolué et s'accompagne d'autres hypothèses sur l'espace et le temps, sur les vitesses, etc. Pas d’autre alternative ! En particulier, deux référentiels en translation rectiligne uniforme ne vont plus mesurer les mêmes intervalles de temps ou les mêmes distances, et les vitesses ne vont plus s’additionner normalement. > En fait, si on impose que les transformations sont linéaires et forment un groupe, on peut démontrer que les transformations de Galilée et de Lorentz sont les deux seuls choix possibles. C’est un point extrêmement fort, car il nous permet de faire le tri entre des lois physiques qui ont une chance d’être correctes, et celles qui ne peuvent pas l’être, car elles violeraient le principe de relativité. Cette constatation s’appelle le principe de relativité : les mêmes expériences de mécanique menées dans deux référentiels en translation rectiligne uniforme l’un par rapport à l’autre donnent exactement les mêmes résultats. La démonstration est assez facile, voir ici sur Wikipédia ou sur ce billet du Webinet des curiosités. Oui il faut préciser le cadre de la théorie de la relativité restreinte : pas de gravité (donc pas de problème de trous noirs, matière noire, etc.) Le référentiel sert uniquement de balise, de point d’ancrage, pour étudier un mouvement. (ou le problème du firewall) | Science étonnante, Carlo Rovelli par-delà le visible Mon article 2: Le temps n’existe pas. J’insiste sur un point concernant cet énoncé: il ne s’agit pas d’un principe mathématique abstrait et encore moins d’un postulat, il s’agit d’un fait expérimental issu de l’observation ! Il y a plusieurs exemple dans la science que des théories et pratiques ont été énoncé il y a plusieurs siecles, Pingback: La théorie de la relativité de … Galilée ! 1 MIN de lecture . S’ils font la même expérience, ils obtiendront le même résultat. Une des conséquences cruciales de la transformation de Galilée nous vient du principe de relativité : les mêmes expériences de mécanique menées dans deux référentiels galiléens donnent des résultats identiques. motif de découvertes scientifiques Galilée principe de la relativité a été remise en question des formules d'allégeance reflétant l'accélération du mouvement des corps. et pas de mécanique quantique (donc pas de fluctuations d’énergie du vide ou autres trucs de ce genre). C’est tout ! Merci d’avance. Suivant les préceptes d'Aristote, dont il se déclarait lui-même le disciple, Galilée observa la nature en quête d'explications simples. Ensuite, dans un second temps, il faut pouvoir repérer les points dans ce référentiel, et projeter les vecteurs (forces, positions, vitesses, accélérations, …). Le principe de relativité de Galilée reposait sur des vitesses infinies de propagation des interactions. Le principe de relativité de Galilée. Selon Galilée, que le navire soit à quai ou qu’il avance en ligne droite à une vitesse constante, une pomme lâchée par un marin au sommet du mât retombe exactement à son pied. \(m\frac{d^2x’}{dt’^2} = m\frac{d^2x}{dt^2}\). Selon ce principe, les lois de la physique restent inchangées dans des référentiels dénommés depuis « galiléens ». La forme de cette transformation mathématique dépend des référentiels. permettent le passage d'un référentiel à l'autre et caractérisent la transformation de Galilée. Une manière plus abstraite de le dire, c’est d’affirmer que les lois de la physique sont identiques dans les deux référentiels, car si elles étaient différentes, on obtiendrait des résultats différents avec nos expériences ! En particulier si deux évènements sont simultanés dans R, alors il le seront aussi dans R’. Le « principe de relativité » énoncé par Galilée va plus loin ; il affirme – et c’est la nouveauté introduite par Galilée – qu’aucun effet physique ne permet de distinguer le mouvement d’un corps par rapport à un certain référentiel (on dit aussi : « dans un certain référentiel ») du mouvement de ce même corps par rapport à un autre référentiel en translation uniforme par rapport au premier (rien ne perturbe le … dans les référentiels Notez que ce principe n’est plus valable si on abandonne le mouvement rectiligne uniforme. Ces deux égalités garantissent l'invariance du principe fondamental de la dynamique dans ces référentiels. Puisqu’un mouvement n’a de sens que considéré par rapport à un point de repère, ce référentiel est le premier préalable à toute étude en mécanique. Nous venons de démontrer que la loi de Newton est préservée par transformation galiléenne, donc elle respecte le principe de relativité ! Pour les curieux, la transformation de Lorentz permet de passer de (x,t) à (x’,t’) en appliquant les opérations suivantes : où c est bien sûr la vitesse de la lumière. Il donne un cadre de validité à un ensemble d’équations vectorielles. Cette loi appliquée dans le référentiel R s’écrit : Si on transforme les coordonnées pour passer dans R’, on a \(t’=t\) et \(x’ = x-Vt\) d’où on tire. On peut voir un référentiel d’espace-temps comme une sorte de grille munie d’une horloge, qui va permettre de repérer les évènements en leur associant des coordonnées (x,t). A cette occasion, j’ai pensé que c’était une bonne idée de rappeler que l’idée de relativité ne date pas d’Einstein, mais trouve son origine dans les travaux de Galilée. Accueil; Au hasard; Connexion; Configuration; Faire un don; Wikisource Il imagine un dialogue contradictoire. Imaginons qu’à l’intérieur de chacun des deux trains, vous et un complice réalisiez chacun des expériences de mécanique en utilisant des billes, un pendule, des ressorts, tout le matériel qu’il vous plaira ! On montrera comment ce principe, en rendant pensable et possible une description du … Voyons si ça fonctionne avec la loi la plus importante de la mécanique classique, la loi de Newton qui nous dit que F=ma. Designed by ThemeSphere. Dans la suite, on va se limiter au cas qui nous intéresse pour appliquer le principe de relativité, celui des référentiels galiléens. Évidemment, si on remplace la transformation de Galilée par celle Lorentz, toute les conséquences que je viens d’énoncer se modifient. par rapport à un système de référence galiléen Il a été contredit par le principe de relativité d’Einstein (1905), combinaison du principe de relativité et de la valeur finie de la vitesse maximum de propagation des interactions. L'actualité scientifique de ces derniers jours a fait beaucoup de références à la théorie de la relativité restreinte.
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