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"The world is a dynamic mess of jiggling things..."

Un objet lourd tombe plus vite qu'un objet léger

Article posté le 18-05-2014 dans la catégorie Physique

"Un objet lourd tombe plus vite qu'un objet léger".

Aujourd'hui encore, on entend des personnes dire qu'un objet lourd tombera plus vite sur le sol qu'un objet léger.

En réalité, les deux objets sont tous deux sous l'action d'une force égale : l'attraction terrestre. Cela signifie qu'ils tomberont à la même vitesse. 

Mais à l'observation, deux objets lâchés en même temps ne toucheront pas le sol au même moment, mais c'est uniquement dû à la résistance de l'air. En effet, si vous prenez deux objets identiques mais de poids différents, dans du vide ils chuteront à la même vitesse, mais pas sur Terre car le plus lourd présente moins de résistance à l'air. Si on ignore le frottement de l'air, les deux objets toucheront le sol en même temps.

Deux boules jetées du haut d'une tour vont commencer à chuter lentement et accélérer de manière prévisible, jusqu'à ce que la résistance de l'air leur fasse atteindre une vitesse limite.

Stephen Hawking proposait cette exemple, trouvez une pente lisse à 10% (qui perd un mètre tous les dix mètres), et posez une bille en haut de la pente.
Quel que soit son poids, elle dévalera la pente à la vitesse de 1m/s après une seconde, 2m/s après deux secondes, 3 m/s après trois secondes et ainsi de suite. Cela vient du fait
que tout objet tombe à la même vitesse
, prenant une accélération de manière proportionnelle, la vitesse finissant par contre par se stabiliser à cause du frottement de l'air. 

Concrètement, cela signifie qu'un corps roulant sur une pente n'est soumis qu'à une seule force, son poids, dont l'effet augmente sa vitesse.

Ainsi, l'action d'une force, est de modifier la vitesse d'un corps, et non de le faire bouger. Donc un objet inerte, ce n'est pas qu'il ne bouge pas, c'est que sa vitesse est nulle, l'attraction terrestre étant plus forte que les forces essayant de faire bouger l'objet, comme le vent. C'est pourquoi un objet qui ne serait soumis à aucune force aurait une vitesse constante, dans le cas de notre objet 'qui ne bouge pas', une vitesse nulle. Mais si on donne un peu de force, suffisamment grande, il bougera, quand la force sera suffisante.


C'est pour cela que dans l'espace, un objet lancé avancera continuellement à la même vitesse, à moins d'être freiné par l'attraction d'un autre objet, un peu comme notre objet posé sur Terre, mais la force de la Terre est tellement forte qu'elle l'arrête totalement. Quand on envoie un satellite dans l'espace, il faut une force suffisamment grande pour le faire bouger et l'arracher à l'attraction terrestre. Sa vitesse dans l'espace, une fois cela fait, devenant constante. Un exemple :
les planètes tournent autour du soleil sans s'arrêter, même si leur vitesse varie. Autre exemple, dans l'espace, vitesse constante pour un astéroïde, mais qui ralenti un peu si il passe trop près d'une planète, voire même attiré complètement et s'écrase sur elle.

Sur Terre, si on lance un objet à une vitesse suffisante pour s'arracher à l'attraction terrestre, il ne touchera jamais le sol. Mais dans les faits c'est impossible, les machines finissent pas tomber en panne de carburant, l'air les ralenti, leur vitesse devient trop faible, et la Terre les rappelle à eux.

Il s'agit de la première loi de Newton.

Ce qu'il faut retenir :


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