La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
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Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Je ne trouve pas grand chose à redire.
- Réponses concernant les ascenseurs :
- a) Plus lourd.
b) Moins lourd.
c) Tout aussi lourd.
d) Plus lourd.
L'énergie potentielle perdue par l'ascenseur se retrouve, pour l'essentiel, dans l'énergie potentielle du contrepoids qui l'équilibre l’ascenseur, et le reste est dissipé en frottement mécanique (sous forme de chaleur).
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
- l'energie potentielle:
Ça c'est dans le cas ou la masse de la cabine est supérieure à celle du contrepoids non ?et le reste est dissipé en frottement mécanique (sous forme de chaleur)
Dans le cas contraire il faut fournir de l’énergie pour faire descendre la cabine et le contrepoids aura une énergie potentielle au septième étage supérieure à la cabine au même niveau (=énergie de la cabine + énergie fournie pour la faire descendre - frottements et perte de rendement moteur).
C'est cette énergie qui sera dissipée en chaleur lors d'un changement de niveau (le plus lourd descend et le plus léger monte)
Wich- Messages : 1755
Date d'inscription : 05/01/2022
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
- J'essaie de répondre :
- Il y a en effet trois cas distincts : masses équilibrées, déséquilibre dans un sens, déséquilibre dans l'autre sens.
Par rapport à la question de JMLL, si l'énergie potentielle de la cabine vide qui descend peut se retrouver, en grande partie, dans l'énergie potentielle du contre-poids, ce n'est pas le cas cabine pleine à craquer. La cabine qui descend à charge maximale ne pourra transférer qu'un partie de son énergie potentielle au contrepoids.
Pour limiter la masse à soulever ou retenir par le moteur, le contrepoids serait calculé sur la base du poids de la cabine (poids mort) plus la moitié du poids de charge maximum. Ainsi, à charge maximale ou à cabine vide, le moteur doit pouvoir soulever/retenir la moitié de la charge maximale.
Une illustration au pif, il y a plein de variantes, juste pour se représenter quelques éléments :
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Lorsqu'on lâche un chat les pattes en l'air, il s'arrange pour retomber d'aplomb sur ses pattes.
Le moment cinétique du chat est-il conservé entre le début et la fin de sa chute ?
Si on disposait d'un canon assez puissant, pourrait-on, à partir du sol, satelliser un obus autour de la Terre :
a) en négligeant la résistance de l'air ?
b) en en tenant compte ?
Les questions sont indépendantes.
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
- Réponse concernant le chat qui se retourne dans sa tombe, non, quand il tombe :
- Oui, nécessairement [le moment cinétique est conservé] : le chat est isolé (enfin presque, son interaction avec l'air environnant est négligeable). Son corps ne peut faire demi-tour que parce qu’il utilise ses membres et sa queue pour compenser le mouvement, gardant un moment cinétique total nul.
Ça va assez vite mais la séquence est passée deux fois, avec ralentissement :Twist Cat (Les chats retombent toujours sur leurs pattes!)
Le mystère des chats qui retombent toujours sur leurs pattes est désormais expliqué par la physique! Le félin s'arrange en fait pour combiner trois rotations simultanéments autour de son centre de gravité pour effectuer une rotation de 180° avec un moment cinétique ou moment angulaire nul.
- Réponse concernant l'obus mis en orbite ou pas :
- a) Non. Un satellite parcourt une trajectoire elliptique qui a le centre de la Terre pour l'un de ses foyers. Si un obus de canon est lancé sur une trajectoire elliptique, celle-ci coupant la surface de la Terre en un point (le lieu de lancement), il la coupera nécessairement en un autre point : l'obus retombe sur Terre. (Le cas limite d'un lancement à l’horizontal avec une trajectoire horizontale est un cas limite irréaliste). par contre, rien n’interdit en principe de lancer un tel obus sur une trajectoire hyperbolique s'éloignant indéfiniment de la Terre.
b) Non. La résistance de l'air modifie la trajectoire, qui n'est plus elliptique, mais évidemment l'obus retombe encore plus vite sur Terre... si toutefois il garde son intégrité. En effet, le frottement de l'air a les plus grandes chances de le consumer dès le début de sa trajectoire (contrairement au cas d’une fusée, qui accélère progressivement et peut ainsi traverser les couches denses de l'atmosphère sans dommages, l'obus possède sa vitesse maximale au départ).
Pour illustrer le point a :Excentricité orbitale
L’excentricité orbitale définit, en mécanique céleste et en mécanique spatiale, la forme des orbites des objets célestes.
Notation et types d'orbites
L'excentricité est couramment notée e. Elle exprime l'écart de forme entre l'orbite et le cercle parfait dont l'excentricité est nulle.
Lorsque e < 1, la trajectoire est fermée : l'orbite est périodique. Dans ce cas :
-lorsque e = 0, l'objet décrit un cercle et son orbite est dite circulaire ;
-lorsque 0 < e < 1, l'objet décrit une ellipse et son orbite est dite elliptique.
Lorsque e ⩾ 1, la trajectoire est ouverte. Dans ce cas :
-lorsque e = 1, l'objet décrit une parabole et sa trajectoire est dite parabolique ;
-lorsque e > 1, l'objet décrit la branche d'une hyperbole et sa trajectoire est dite hyperbolique.
Lorsque e → + ∞, la branche de l'hyperbole dégénère en une droite.
…
https://fr.wikipedia.org/wiki/Excentricité_orbitale
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Les marées sont, pour l'essentiel, dues à l'attraction gravitationnelle de la Lune. On s'attend donc à la présence d'un renflement des eaux de la mer à l'aplomb de la Lune. La Terre tournant sur elle-même en 24 heures, cette protubérance semblera en faire le tour en ces mêmes 24 heures. On prévoit ainsi une marée quotidienne.
Comment se fait-il donc qu'il y ait généralement deux marées par jour ?
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Zazie tourne sur un petit manège de terrain de jeu, une simple plate-forme circulaire tournante. Soudain prise d'un vertige, Zazie rampe sur la plate-forme en direction de l'axe.
a) Le moment cinétique total change-t-il ? Dans quel sens?
b) Même question pour la vitesse angulaire de rotation.
c) Même question pour l'énergie cinétique. Si elle change, d'où vient la différence ? Le système n'est-il pas isolé ?
- Réponse concernant les marées biquotidiennes :
- L'attraction lunaire s'exerce sur toute la Terre. En moyenne, elle est compensée par la force centrifuge due à la rotation de la Terre autour du centre de gravité du système Terre-Lune (proche, mais nettement différent du centre de la Terre). Mais la partie de la surface terrestre qui fait face à la Lune est plus attirée par elle que les parties centrales ; d'où l'élévation des marées. Cependant, la partie de la surface terrestre opposée à la face lunaire est moins attirée que les parties centrales, ce qui donne lieu à une deuxième élévation, diamétralement opposée, et donc, au fait que la marée se produit deux fois par jour (en réalité, le phénomène est compliqué par divers effets dynamiques).
Une illustration pour se représenter les deux facteurs :
Le soleil peut aussi jouer un rôle, sur la force des marées :
L'équivalent sur la page wikipedia :Mécanisme des marées :
A. Syzygie ; B. Quadrature
1. Soleil ; 2. Terre ; 3. Lune
4. Direction de l'attraction par le Soleil
5. Direction de l'attraction par la Lune.
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Sur un plan incliné d’angle fixe, on compare les vitesses atteintes, après une même distance parcourue, par différents objets qui roulent sans glisser sous l'action de leur poids. Comparez les vitesses :
a) d’une sphère homogène et d’une autre sphère homogène de même matériau mais de rayon supérieur ;
b) de deux sphères homogènes de même rayon, l'une en acier et l'autre en bois ;
c) de deux cylindres en acier de même rayon, l'un plein et l'autre partiellement évidé ;
d) d'une sphère et d'un cylindre homogène, de même rayon et de même matière.
- Réponse concernant la plate-forme tournante de Zazie :
- a) Le moment cinétique est constant.
b) La vitesse de rotation (et le vertige de Zazie) augmente(nt), parce que le moment d'inertie diminue.
c) L’énergie cinétique augmente, car Zazie effectue un travail (contre la force centrifuge).
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Si les calottes polaires fondaient... [ou quand elles auront fondu.]
Est-ce que cela affectera(it) la période de rotation de la Terre ? Si oui, dans quel sens ?
- Réponse concernant les comparaisons de vitesses sur le plan incliné :
- a) Vitesses égales [sphères homogènes de même matériau mais de rayon différent].
b) Vitesses égales [sphères homogènes de même rayon mais pas même matériau donc pas même masse].
c) Le cylindre plein descend plus vite que le cylindre creux : le rapport moment d'inertie sur masse est plus élevé pour le cylindre creux (puisque la matière y est en moyenne plus éloignée du centre) et une plus grande proportion d'énergie potentielle est dédiée à la rotation, au détriment du déplacement.
d) La sphère descend plus vite que le cylindre (le même raisonnement qu'en c).
On note que, d’après a), les réponses à b), c), d) ne dépendent pas de l'égalité supposée pour les rayons.
Illustrations
Cas a :
Cas b (avec cylindres plutôt que sphères, mais le principe est le même) :
Cas c (avec plastique plutôt qu'acier, mais le principe est le même) :
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Les théories de l'évolution stellaire montrent que les étoiles ordinaires, comme notre Soleil, peuvent, à certains stades de leur évolution, se gonfler considérablement ("géantes rouges") ou, à l'inverse, se contracter de manière catastrophique ("naines blanches" ou encore "étoiles à neutrons").
Peut-on en attendre que la période de rotation sur elle-même
a) d'une géante rouge,
b) d'une naine blanche,
soit beaucoup plus grande, beaucoup plus petite ou comparable à celle du Soleil ?
Cycle de vie du Soleil, depuis sa formation, il y a près de 5 milliards d'années
jusqu'à sa transformation finale en naine blanche d'ici 5 à 7 milliards d'années.
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Il fait chaud. Moi, là, ça va, mais vous êtes quelques-uns à passer au four, je compatis.
- Réponse concernant la rotation sur elle-même de la Terre aux calottes polaires fondues :
- L'eau résultant de la fonte des glaces se répandrait sur toute la surface des océans au lieu de s'accumuler autour des pôles, augmentant ainsi le moment d'inertie de la Terre. En gardant son moment cinétique constant, la fréquence diminuerait et la période augmenterait (l'effet serait de l'ordre de la milliseconde par jour).
- Réponse concernant la rotation sur lui-même du Soleil quand il sera devenu géant puis nain :
- a) Période de rotation supérieure, par la conservation du moment cinétique et l'augmentation du moment d'inertie. [la fréquence diminue donc, ce qui allonge la période.]
b) Période de rotation très inférieure ; ce qui explique la très courte période (de l'ordre de la milliseconde à quelques dizaines de secondes) qui fait des étoiles à neutrons de véritables phares célestes (« pulsars », par contraction de l'expression pulsating stars, étoiles pulsatiles).
- Illustration commune, mais principe déjà illustré plus haut avec la patineuse :
- Illustration de l'un et l'autre cas avec la patineuse sur glace vue plus haut pour l'oscillation des cerceaux.
Même idée ici avec un tabouret pouvant pivoter et des masses tenues plus ou moins éloignées de l'axe de rotation :
Topsy Turvy- Messages : 8367
Date d'inscription : 10/01/2020
Re: La physique en questions (de Jean-Marc Lévy-Leblond)
Je reprends cette illustration que j’aime bien pour illustrer un point que JMLL aborde dans la vidéo de fin mars (voir plus bas).
Une année correspond à la période de révolution de la Terre autour du Soleil.
Mais alors, est-ce que ça fait sens de ‘compter en années’… avant que le Soleil et la Terre ne soient ?
Est-ce que ça fait sens de dire que « l’univers a environ 13,7 à 13,8 milliards d’années » ?
Réponse de JMLL en spoiler et en clair :
Oui. Mais ce serait bien de garder en tête que cette unité de temps est conventionnelle, contingente, et que nous avons des raisons de l’adopter parce qu’elle correspond à notre temporalité, mais on ne devrait pas l’exporter de façon brutale et sans précaution. (Dans la vidéo de la conférence de fin mars, c’est à ~30’.)
La science en question, avec JMLL...
JMLL il y a trois ans :
Les bouquins que je connais de JMLL sont bien, je les recommande.
Les deux volumes de questions ne seront peut-être plus édités, mais on peut encore les trouver en bibliothèque ou d'occasion.
Accessoirement...
https://dokumen.pub/qdownload/la-physique-en-question-magnetisme-et-electricite-2711741885.html
https://doku.pub/download/slidedoces-la-fisica-en-preguntas-mecanica-levy-leblond-jean-marcpdfpdf-4qz3mwd9d10k
Have fun !
Seriously.
Une année correspond à la période de révolution de la Terre autour du Soleil.
Mais alors, est-ce que ça fait sens de ‘compter en années’… avant que le Soleil et la Terre ne soient ?
Est-ce que ça fait sens de dire que « l’univers a environ 13,7 à 13,8 milliards d’années » ?
Réponse de JMLL en spoiler et en clair :
Oui. Mais ce serait bien de garder en tête que cette unité de temps est conventionnelle, contingente, et que nous avons des raisons de l’adopter parce qu’elle correspond à notre temporalité, mais on ne devrait pas l’exporter de façon brutale et sans précaution. (Dans la vidéo de la conférence de fin mars, c’est à ~30’.)
La science en question, avec JMLL...
JMLL il y a trois ans :
JMLL il y a deux ans :Jean-Marc Lévy-Leblond : « Rien ne garantit qu’une civilisation entretienne une activité scientifique »
LIVRES
...
Il vient de publier Le Tube à essais. Effervesciences (Seuil, 304 pages, 23 euros), un recueil de textes d’origines diverses (interventions en conférences, articles, inédits…), qui aborde diverses facettes des relations entre la science et la société.
Vous ouvrez votre recueil par deux fictions qui décrivent un monde où il n’y aurait plus de recherche scientifique. Comment serait-ce possible ?
Rien ne garantit qu’une civilisation, si avancée soit-elle techniquement et culturellement, entretienne une activité scientifique. L’exemple le plus probant est le passage d’Athènes à Rome. Nous n’avons que l’embarras du choix pour citer des savants grecs, Pythagore, Archimède, Euclide… En revanche, dans l’empire romain, on ne trouve aucun savant de la même ampleur. Rome est une grande civilisation, qui domine la Méditerranée pendant des siècles, qui possède d’excellents architectes, ingénieurs, stratèges, juristes, poètes…, mais qui ne s’intéresse pas aux sciences, à la production de connaissances pour elles-mêmes. De même, la grande civilisation arabo-musulmane, qui a été à l’avant-garde de la science du VIIIe siècle au XIIe siècle, a vu sa production scientifique décliner.
De telles situations pourraient-elles se reproduire à nouveau ?
Je propose deux scénarios de « science-friction », l’un cataclysmique, à la suite du changement climatique et de ses conséquences politiques, l’autre léthargique, la science fondamentale se laissant ensevelir sous une technoscience peu soucieuse de nouvelles découvertes fondamentales. ...
...
https://www.lemonde.fr/sciences/article/2020/03/16/jean-marc-levy-leblond-rien-ne-garantit-qu-une-civilisation-entretienne-une-activite-scientifique_6033213_1650684.html
JMLL il y a un an :Entretien avec Jean-Marc Lévy-Leblond, réalisé par Philippe Lacour
...
... la recherche scientifique, si elle dispose de procédures collégiales internes propres à évaluer la validité disciplinaire de ses résultats, manque singulièrement de moyens dès lors qu’il s’agirait d’apprécier leur intérêt épistémique, leur portée philosophique et leurs effets sociaux. Par conséquent, les profanes, au nom et dans l’intérêt supposé desquels sont menés ces travaux, sont dans l’incapacité de porter à leur égard un jugement de valeur et de se prononcer sur leur pertinence pour l’ensemble de la société.
Ainsi donc, l’activité scientifique échappe-t-elle largement à une intégration satisfaisante dans le champ culturel, préalable nécessaire à sa maîtrise démocratique. De plus, cette déficience (une défiscience ) inhibe la réflexivité critique des scientifiques eux-mêmes et maintient souvent, au sein même des disciplines les plus actives, des archaïsmes conceptuels et des désuétudes langagières qui constituent autant d’obstacles épistémologiques. ...
...
« Entretien avec Jean-Marc Lévy-Leblond », Rue Descartes, 2021/2 (N° 100), p. 97-118. DOI : 10.3917/rdes.100.0097
https://www.cairn.info/revue-rue-descartes-2021-2-page-97.htm
JMLL cette année :On the unexpected fate of scientific ideas An archeology of the Carroll group
Jean-Marc Lévy-Leblond
...
A few conclusions
- The pace of contemporary science is not necessarily “fast and furious”:
«Torniamo all’antica. Sarà un progresso.» [«Let us go back to antiquity. It will be a progress.» [19]- Sharing knowledge may help developing it:
« L’homme ne peut jouir de ce qu’il sait qu’autant qu’il peut le communiquer à quelqu’un [et ainsi l’enrichir]. » [«One cannot enjoy one’s knowledge but by sharing it [and thereby enriching it].»] [20]- Language should be taken seriously:
«Le parole (...) non presentano la sola idea dell’oggetto significato, ma quando piu o quando meno immagini accessorie. Ed è pregio sommo della lingua l’aver di queste parole. Le voci scientifiche presentano la nuda e circoscritta idea di quel tale oggetto e percio si chiamano termini perche determiniano e definiscono la cosa da tutte le parti.» [«Words do not convey only the sheer idea of the object signified, but also a more or less important number of related meanings and pictures. It is the utmost value of language to be thus made of words. Most scientific terms present but the bare and limited idea of the object: they may indeed be called terms, as they determine and confine the thing.» [21]- It is worthwhile exploring neglected opportunities:
«Undoubtedly, there exist many more missed opportunities to create new branches of pure mathematics out of old problems of applied science.» [18]But no less undoubtedly, reciprocally and more generally, there exist many missed opportunities to solve new problems of science out of old branches of it.
...
[18] F. Dyson, «Missed Opportunities», Bull. Am. Math. Soc. 78, 635-652 (1965).
[19] A famous quote by G. Verdi, in a letter to F. Florimo (1871).
[20] G. Casanova, L’Icosaméron (1788), with [...] added by myself; rééd. François Bourin, 83 (1988). English translation: Casanova’s Icosameron, Jenna (1986).
[21] G. Leopardi, Zibaldone di pensieri (1898), vol. 1, section 221, in Opere scelte, Rizzoli (1937). English translation: Zibaldone, Farrar, Straus and Giroux (2013).
Jean-Marc Lévy-Leblond, “A Carrollian archeology”
34th Colloquium on Group Theoretical Methods in Physics, Strasbourg, July 2022
https://arxiv.org/pdf/2212.14812.pdf
Jean-Marc Lévy-Leblond : Peut-on vulgariser la science contemporaine ?
Cycle Épistémologie et communication scientifique - 30 mars 2023
Résumé :
Le partage du savoir scientifique contemporain avec un public profane se heurte à un obstacle essentiel: la technicité qui le sous-tend, aussi bien théorique, voire formelle, que pratique, engendre une masse considérable de prérequis qui dépassent largement les connaissances acquises (plus ou moins…) soit dans l’enseignement secondaire, soit même par la vulgarisation courante. De plus, l’usage désormais banalisé au sein même de la recherche scientifique, d’un langage chargé de métaphores superficielles, ou même douteuses, entraîne des incompréhensions et des méprises généralisées chez les non-spécialistes. Il est donc nécessaire d’allumer des contrefeux en exerçant une critique systématique des énoncés comme des images qu’utilisent les formes communes de la communication scientifique. Une telle perspective exige d’assurer un fort ancrage épistémologique et historique aux activités de médiation.
Plus de 2h de vidéo, ça commence vers 6'44'' :
https://videos.ahp-numerique.fr/w/0fa440e9-04f2-4986-86c0-0768c92a8515
[AHP : Archives Henri-Poincaré]
Les bouquins que je connais de JMLL sont bien, je les recommande.
Les deux volumes de questions ne seront peut-être plus édités, mais on peut encore les trouver en bibliothèque ou d'occasion.
Accessoirement...
https://dokumen.pub/qdownload/la-physique-en-question-magnetisme-et-electricite-2711741885.html
https://doku.pub/download/slidedoces-la-fisica-en-preguntas-mecanica-levy-leblond-jean-marcpdfpdf-4qz3mwd9d10k
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