Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment. Nous allons donc chercher la transformation mathématique qui permet de passer de (x,t) à (x’,t’) entre deux référentiels galiléens. Un point important pour les curieux : j’ai balancé sans explications la forme mathématique des transformations de Galilée et de Lorentz. 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. Considérons deux trains (ou deux bateaux, comme le fit Galilée), lâun à lâarrêt, et lâautre se déplaçant en ligne droite à vitesse V constante. permettent le passage d'un référentiel à l'autre et caractérisent la transformation de Galilée. 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. 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 sâadditionner normalement. Elle suppose que le temps est absolu, et donc que la mesure du temps est identique dans les deux référentiels (t=t’). 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. Le génie d’Einstein, et des savants qui ont contribué à cette révolution, est d’avoir compris que bien que la transformation de Galilée soit LE choix évident, ça n’est pas le seul, et pas le bon ! Oui je sais, c’est un peu lourd, on excuse Galilée de ne pas y avoir pensé. par rapport à un système de référence galiléen 01 juin 2012 à 00h00 . Dans cette partie nous allons appréhender le principe de relativité par des exemples de la vie courante. Si on avait imaginé une loi différente, par exemple \(F = m (dx/dt)\), on aurait trouvé que dans R’ \(F= m (dx’/dt’)+V\). Certaines de ces hypothèses étaient implicites ou « évidentes » en physique classique, car conformes à toutes les expériences, et elles sont devenues explicites et plus discutées à partir du moment où la relativité restreinte a été formulée. A cette occasion, jâai pensé que câétait une bonne idée de rappeler que lâidée de relativité ne date pas dâEinstein, mais trouve son origine dans les travaux de Galilée. Énoncé du principe de relativité de Galilée. Auteur : Jeff. | Thomassonjeanmicl's Blog. Accueil; Au hasard; Connexion; Configuration; Faire un don; Wikisource De manière évidente, puisque le temps est absolu, elle conserve les intervalles de temps entre les évènements. Einstein avait compris que la loi de Newton était invariante par la transformation de Galilée mais que les équations de Maxwell l’étaient par celle de Lorentz. 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. Galilée étudie le mouvement du pendule et le mouvement de chute libre puis énonce le principe de relativité (1632) qui permet de comparer les expériences dans deux référentiels différents. 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. 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. et pas de mécanique quantique (donc pas de fluctuations d’énergie du vide ou autres trucs de ce genre). Soit le référentiel Pour aller plus loin avec le principe de relativité, précisons cette notion de référentiel. Nous partons pour cela de la vision historique aristotélicienne de ce lien selon laquelle le mouvement ne peut être maintenu quâen présence de forces. 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. Quant à l’espace des théories, il ne date pas de la leçon inaugurale de Veneziano en 2005, puisque j’en parle déjà dans l’intro de ma thèse en 2004 ð Plus sérieusement, je ne sais plus de qui vient l’idée, mais elle est effectivement très chouette pour expliquer le paysage de la physique théorique ! Le principe de relativité de Galilée reposait sur des vitesses infinies de propagation des interactions. Suivant les préceptes d'Aristote, dont il se déclarait lui-même le disciple, Galilée observa la nature en quête d'explications simples. 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 XVII e 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 ⦠Le paradoxe de Fermi â Sommes-nous seuls dans l’Univers? Selon ce principe, les lois de la physique restent inchangées dans des référentiels dénommés depuis « galiléens ». Formulé de cette manière le principe de la relativité galiléenne fait parmi ses contemporains a créé un tollé. à noter au passage que cette valeur, nulle ou non, de 1/c joue un grand rôle dans lâ« espace des théories » établi par Veneziano : http://fr.wikipedia.org/wiki/Gabriele_Veneziano#La_le.C3.A7on_inaugurale + note de bas de page ð, Erf, tout est déjà dit dans le billet du webinet des curiosités, toutes mes confusesâ¦. Mon idée dans ce billet sera donc de vous présenter cette relativité galiléenne d’une manière qui, je l’espère, rendra plus limpide la relativité restreinte à ceux qui l’ont apprise, ou à ceux qui souhaitent la découvrir bientôt. Le référentiel sert uniquement de balise, de point d’ancrage, pour étudier un mouvement. Il imagine un dialogue contradictoire. Le « principe de relativité » énoncé par Galilée va plus loin ; il affirme â et câest la nouveauté introduite par Galilée â quâaucun effet physique ne permet de distinguer le mouvement dâun 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 ⦠Il est conseillé d'y regarder à deux fois⦠La mesure de la circonférence de la Terre par Eratosthène, L’expérience de Miller sur l’apparition de la vie. C’est juste ! Pas d’autre alternative ! 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. Jâinsiste sur le fait que ceci nâa rien dâévident a priori. 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. | Thomassonjeanmicl's Blog, En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées. Le principe de relativité de Galilée. Sâils font la même expérience, ils obtiendront le même résultat. 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. PRINCIPE de GALILÉE . | Beyond the cave wall | Scoop.it. 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. Méfiez-vous, cela semble parfois évident pour un humain de notre époque. L ... On insistera sur le rôle fondamental que joue dans ce changement le principe de relativité énoncé par Galilée â première occurrence d'un principe d'invariance dans la physique moderne. C'est galilée qui a fondé le principe de la relativité . 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. Il vérifia ainsi que des objets de masses différentes chutent identiquement (contrairement à ce qu'affirmait Aristote), et alla jusqu'à quantifier l'évolut⦠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. Designed by ThemeSphere. Quand les référentiels sont fixes l’un par rapport à l’autre, c’est assez simple. On peut voir un référentiel d’espace-temps comme une sorte de grille munie dâune horloge, qui va permettre de repérer les évènements en leur associant des coordonnées (x,t). 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. Donc effectivement, espace homogène, isotrope, vide ! \(m\frac{d^2x’}{dt’^2} = m\frac{d^2x}{dt^2}\). 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. Deuxièmement, on démontre en fait que la transformation de Lorentz est le seul choix possible (pas de transformation plus générale), la transformation de Galilée nâen étant quâun cas particulier (en posant 1/c=0). (ou le problème du firewall) | Science étonnante, Carlo Rovelli par-delà le visible Mon article 2: Le temps n’existe pas. 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. Il a été contredit par le principe de relativité dâEinstein (1905), combinaison du principe de relativité et de la valeur finie de la vitesse maximum de propagation des interactions. Premièrement, outre les transformations linéaires formant un groupe, il faut supposer lâespace-temps homogène et isotrope (câest dâailleurs, si je ne mâabuse, ce qui implique la linéarité des transformations). Contrairement à ce que lâon peut croire, ce nâest pas Albert Einstein (1879-1955) qui le premier a énoncé le principe de relativité â il lâa seulement généralisé à tout phénomène physique : câest Galileo Galilei dit Galilée (1564-1642) qui le fit dans son Dialogue sur les deux grands systèmes du monde (1632) et ce dâune manière à lâorée de la poésie : En particulier si deux évènements sont simultanés dans R, alors il le seront aussi dans R’. 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 ⦠Dans la suite, on va se limiter au cas qui nous intéresse pour appliquer le principe de relativité, celui des référentiels galiléens. (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. 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 ⦠Nous proposons ici dâaborder le principe de relativité de Galilée sous lâangle du lien existant entre force et mouvement. L'actualité scientifique de ces derniers jours a fait beaucoup de références à la théorie de la relativité restreinte. Selon Galilée, que le navire soit à quai ou quâil avance en ligne droite à une vitesse constante, une pomme lâchée par un marin au sommet du mât retombe exactement à son pied. J’avoue que je n’ai pas trop compris, mais je n’ai lu ce billet qu’une fois, je le relirai pour mieux le saisir, et j’ai seulement 16 ans, donc ce n’est pas si impressionnant. La transformation de Galilée préserve la simultanéité. Une infinité de référentiels galiléens existent : toute particule libre, en mouvement rectiligne uniforme, évolue dans un espace homogène et isotrope et est porteuse d'un référentiel galiléen. 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’. La figure ci-contre montre comment un même point peut être représenté par des coordonnées différentes dans deux référentiels différents. | Beyond the cave wall | Scoop.it, http://fr.wikipedia.org/wiki/Gabriele_Veneziano#La_le.C3.A7on_inaugurale, Life in the fast lane | Le Webinet des Curiosités, Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? - que le premier principe est celui de "l'invariance des lois du mouvement vis-à-vis de la translation uniforme", appelé principe de relativité, qui a été formulé par Galilée de façon imagée par la pierre ou le papillon qui, embarqué à bord d'un navire, vole de la même manière que ⦠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. 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. 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 ! Je n’ai effectivement pas souligné que la transformation de Galilée n’est qu’un cas limite de la transformation de Lorentz. Les inégalités de Bell et les expériences d’Alain Aspect, La théorie de la relativité de … Galilée ! 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. 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 ? On peut même considérer que la relativité restreinte d’Einstein n’est qu’une altération simple, mais lourde de conséquence, de la relativité de Galilée. Notez que ce principe nâest plus valable si on abandonne le mouvement rectiligne uniforme. Comme je l’ai dit précedemment, je suis encore jeune, j’ai pas tout compris, donc je peux me tromper ou avoir confondu plusieures choses, mais si vous pouviez m’éclairer sur ces petites questions, j’en serais reconaissante. Merci d’avance. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées. Et enfin troisième conséquence, les vitesses se composent en sâadditionnant : puisque xâ = x- Vt, on a dx/dt = dx’/dt’ + V. Pour connaître la vitesse dâun 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 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 ! et Deux petites précisions à propos de : "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". Cette loi n’aurait pas été compatible avec le principe de relativité. Au XVII ème siècle, Galilée constate quâil est impossible pour un voyageur enfermé dans la cabine dâun navire de savoir si celui-ci est immobile ou sâil avance sur une mer calme. animé d'un mouvement rectiligne uniforme, de vitesse René Descartes publie les lois de la réflexion et de la réfraction, étape cruciale dans la compréhension des phénomènes d'optique. Mais quand ils sont en mouvement relatif, trouver la transformation qui permet de passer de (x,t) à (x’,t’) devient plus compliqué. Puis, comme vous l’avez montré dans un de vos billets, les corps massifs peuvent dévier la lumière, et j’ai aussi entendu, mais je n’ai pas de sources fiables, que quand on approchait d’un trou noir, le temps ralentissait ; donc, l’espace n’est pas homogène, non ? 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. 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 ⦠S. Par Rédaction Science&Vie . © 2019 ThemeSphere. Ouvrir le menu principal. Et à cause du principe de relativité, même les lois de la mécanique vont changer. Il illustre cela en se supposant enfermé dans la cabine d'un bateau pour observer des gouttes d'eau tomber une à une d'une bouteille. Cette sensation bizarre nâest quâune des manifestations dâun phénomène plus général que Galilée fut le premier à comprendre, lâidée de relativité. , supposé fixe, une particule est respectivement décrite par On peut même considérer que la relativité restreinte⦠Voici quelques extraits et ce qu'il faut en retirer. Il donne un cadre de validité à un ensemble d’équations vectorielles. L'Åuvre de Galilée marque à cet égard plus qu'un renouveau : une manière de commencement. 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. 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. 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 ! Nous venons de démontrer que la loi de Newton est préservée par transformation galiléenne, donc elle respecte le principe de relativité ! La transformation de Galilée possède plusieurs propriétés qu’il est bon de souligner. 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 ! C’est d’ailleurs cette nouvelle loi de composition des vitesses qui permet de rendre compte du fait que la lumière voyage à une vitesse identique dans tous les référentiels galiléens. 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. Il existe tout un tas de manières de choisir son référentiel. PRINCIPE D'INERTIE Rien ne vaut les explications claires par l'exemple que donne Galilée dans son livre. > 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. . Ce document illustre le principe de relativité énoncé par Galilée (bien avant Einstein!). dans les référentiels 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. À cette interrogation s'ajoute celle de la nature ⦠Ces deux égalités garantissent l'invariance du principe fondamental de la dynamique dans ces référentiels. Ensuite, dans un second temps, il faut pouvoir repérer les points dans ce référentiel, et projeter les vecteurs (forces, positions, vitesses, accélérations, …). ou â = â² â + â â équation (3,3) de la page 13 intitulée Le principe de relativité de Galilée du livre de mécanique de Landau aux éditions MIR. Le principe de relativité a été formalisé par Galilée en 1632 (ou Galiléo Galiléi 1564 - 1642), physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la ⦠La forme de cette transformation mathématique dépend des référentiels.
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