Résumé

La force centrifuge et la force de Coriolis n'existent que dans un cadre de référence rotatif et leur but est de "faire fonctionner la mécanique newtonienne" dans une telle référence.

Donc, votre professeur a raison ; selon la mécanique newtonienne, la force centrifuge n'existe vraiment pas. Il y a une raison pour laquelle vous pouvez toujours le définir et l'utiliser. Pour cette raison, le livre de votre petite amie peut également être considéré comme correct .

Détails

Comme vous le savez, les lois de Newton fonctionnent dans ce que l'on appelle " référentiels inertiels ". Cependant, un point à la surface de la Terre n'est pas vraiment un cadre de référence inertiel car il tourne autour du centre de la Terre. (Vous pouvez donc le considérer comme un système de coordonnées rotatif.) Donc, la mécanique de Newton ne s'applique pas si vous voulez décrire le mouvement et utiliser un point de référence sur la Terre. C'est assez gênant, car nous voulons surtout concevoir des choses qui fonctionnent sur la Terre.

Heureusement, il y a une astuce: vous pouvez utiliser un point à la surface de la Terre comme référence et prétendez qu'il s'agit d'un référentiel inertiel, si vous prétendez que des forces externes "imaginaires" (fictives) existent en plus des forces réelles. Ce sont la force centrifuge et la force de Coriolis.

Lectures complémentaires

Si vous êtes intéressé par plus, voir:

http: // fr .wikipedia.org / wiki / Inertial_frame_of_reference
http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_force_%28rotating_reference_frame%29
http: // fr .wikipedia.org / wiki / Coriolis_effect

L'astuce est que la force centrifuge est une force fictive .

La force centrifuge existe! À tous ceux qui le nient, faites-leur ceci: xkcd.com/123. Cependant, il s'agit d'une force fictive. Pour citer wikipedia:

Une force fictive est une force apparente qui agit sur toutes les masses dont le mouvement est décrit à l'aide d'un référentiel non inertiel, tel qu'un référentiel rotatif.

Donc, si vous vous asseyez dans un manège, vous pouvez sentir une force vous tirer. Vous pouvez le mesurer. Pour vous, cette force existe mais pour votre mère qui se tient à l'extérieur du manège, vous regardant, il n'y a pas de force centrifuge. Elle peut voir le manège appliquer une force centripète sur vous, donc vous allez avec le manège et ne tombez pas. Sinon, votre masse vous fait aller en ligne droite et vous tombez.

La raison pour laquelle les deux observateurs observent des forces différentes est que le manège n'est pas un cadre inertiel de référence alors que le terrain sur lequel se trouve votre mère est.

Dans un référentiel inertiel, il n'y a pas de force centrifuge mais il peut y en avoir dans un référentiel non inertiel.

La force centrifuge semble donc être là parce qu'un observateur dans un manège n'est pas dans un référentiel inertiel. En changeant les cadres de référence, vous pouvez l'éliminer.

Comme je ne suis pas d'accord avec toutes les réponses, je vais essayer d'expliquer certains des principes fondamentaux de la science: la science dans son essence même ne peut pas expliquer pourquoi les choses se passent comme elles le font, elle essaie simplement de modéliser la réalité sur la base d'observations en le passé pour prédire les événements à venir. En d'autres termes, la définition d'une force centrifuge est possible, comme par exemple le livre de votre petite amie, mais elle est redondante dans le plus grand schéma du modèle physique de la réalité car d'autres aspects du modèle physique peuvent être utilisés pour décrire les mêmes événements sans qu'il soit nécessaire pour une telle force.

Maintenant, pour répondre à votre question initiale: la force centrifuge existe-t-elle?

• Non , car tout comme la force gravitationnelle / gravitation / "déformation spatiale" ou même des choses comme l'interaction électrofaible, il n'existe en aucune façon sauf en tant que terme pour décrire un modèle observé dans le passé que nous prévoyons de se produire dans le futur également. La science ne peut jamais * prétendre expliquer quoi que ce soit, elle peut simplement créer des modèles de plus en plus efficaces et abstraits pour prédire les événements futurs.
• Non , car dans le (s) modèle (s) physique (s) ** le (s) plus généralement accepté (s) la force n'est pas utilisée / définie. Voir les autres réponses à ce sujet.
• Oui , dans le sens où il est utile à un certain niveau de prédiction de modéliser certaines choses sans trop d'abstraction. De même, certaines choses peuvent être expliquées en chimie avec certaines «lois» que la physique peut prédire sous une forme plus complexe et abstraite. Cela ne veut pas dire que les lois chimiques n'existent pas, elles sont simplement moins abstraites.

* <small> eh bien, juste pour être parfaitement correct ici, quelque chose comme la théologie est considérée par certains comme une science et elle a au moins à un niveau fondamental le droit de faire la réclamation, indépendamment de la question de savoir si elle peut ou ne peut pas expliquer quoi que ce soit < / small>

** Modèles si vous prenez par exemple le modèle newtonien et le nouveau modèle physique quantique comme des modèles séparés avec différents niveaux d'abstractions plutôt que le physique quantique comme simplement une meilleure version plus récente du modèle newtonien.

En physique newtonienne, les objets continuent à se déplacer en ligne droite à moins qu'une force n'agisse sur eux, donc si un objet ne se déplace pas en ligne droite, une force doit agir dessus.

Considérons les planètes . Pourquoi ne s'envolent-ils pas simplement dans l'espace en ligne droite? Parce que le soleil les tire.

Prenons un rocher au bout d'une corde. Pourquoi ne s'envole-t-il pas lorsqu'il est filé? Parce que la ligne le maintient en place.

Lorsque vous entrez dans quelque chose qui tourne (comme un manège), vous vous envolerez en ligne droite parce que vous n'étiez pas " t vous accrocher à quoi que ce soit.

Si vous vous accrochez à quelque chose, vous aurez l'impression que quelque chose vous tire vers l'extérieur. En fait, vos bras vous tirent vers l'intérieur (ce qui vous empêche de vous envoler) et vous ressentez la réaction à votre action (également les lois de Newton). Parce que le mouvement est relatif, vous pouvez définir des points de référence intelligents qui donnent l'impression qu'une force vous pousse vers l'extérieur, mais à la fin cela n'a pas beaucoup de sens.

Si vous tenez un accéléromètre pendant le manège, vous verrez que vous subissez une accélération (ce qui implique une force, à cause de $ F = ma $). Si vous tournez assez vite, vous ressentirez également les divers effets de l'application de forces importantes sur vous, comme le sang s'écoulant de certaines parties de votre corps. Si vous lâchez prise et vous envolez, vous remarquerez que l'accéléromètre ne montre aucune accélération, et vous n'en ressentez aucune, même si vous tourniez très rapidement. Où est passée la «force centrifuge»? Il est parti dès que vous avez cessé d'appliquer une force centripète (vers le centre) sur vous-même en lâchant prise.

C'est pourquoi on l'appelle une force fictive, il semble seulement existe si vous utilisez un cadre de référence qui permet à des forces fictives d'apparaître.

La clé de l'énigme est que dans le but d'expliquer les forces apparentes sur quelqu'un à qui un référentiel rotatif apparaît pour définir stationnaire, par exemple tout humain êtres partout, la force centrifuge doit être prise en considération puisqu'elle semble être là. Bien qu'il puisse être petit en fonction de la vitesse de rotation. C'est ce que dit le manuel de votre petite amie. Dans le but d'énoncer les lois du mouvement de Newton dans un cadre de référence inertiel, ce que faisaient vos professeurs, il n'existe pas de force centrifuge. Vous pourriez raisonnablement penser que, comme ils se contredisent, l'un de ces points de vue doit être tellement stupide que personne ne le dirait jamais. Mais ce n'est pas le cas.

"Force centrifuge" et "Force de Coriolis" existent comme termes dans l'équation du mouvement d'un objet par rapport à un référentiel rotatif:

• Considérez que «tourner avec le cadre de référence» est stationnaire. C'est exactement ce que signifie «cadre de référence».
• Considérons un objet initialement «au repos» (c'est-à-dire à un moment donné dans le temps, il tourne avec le cadre de référence), mais rien n'est endroit pour le maintenir en rotation. Comme faire tourner quelque chose sur une chaîne dans un cercle, puis relâcher juste au moment où nous commençons à calculer son mouvement.
• Laissez le temps s'écouler à partir de ce point initial.

Ensuite l'objet s'éloigne du centre de rotation. Dans un référentiel inertiel (non rotatif), il n'était pas initialement au repos. Dans ce cadre de référence, nous dirions qu'il se déplace en ligne droite. Dans le cadre de référence rotatif, il accélère en s'éloignant du centre - l'accélération initiale est directement éloignée, mais il commence à suivre une trajectoire courbe.

La "force" qui provoque "l'accélération" initiale est appelée " force centrifuge ", et la" force "qui agit sur un corps en mouvement dans un cadre en rotation et provoque la courbe est appelée" force de coriolis ".

Mais les équations de mouvement dans un référentiel rotatif sont horribles, et les équations de mouvement dans un référentiel inertiel sont vraiment simples. Alors, qui se soucie de la rotation des référentiels, au point de donner un nom à une «force» qui n'existe pas dans les référentiels inertiels que l'on préfère pour le calcul? Les gens qui vivent sur une planète, c'est qui. Ces forces inexistantes doivent être prises en compte si vous voulez calculer avec précision le vol d'un obus d'artillerie suffisamment longue portée ou le mouvement du temps, par rapport au sol plutôt que par rapport à un point fixe de l'espace à travers lequel la terre tourne.

Existent-ils? Si vous prenez un cadre de référence rotatif, ils peuvent être observés, comme n'importe quelle autre force, et d'ailleurs nous les expérimentons subjectivement lorsque nous tournons assez vite. Si vous prenez un cadre de référence inertiel, ce terme n'existe pas dans les lois de la physique. Alors oui, ils existent, vous pouvez les mesurer si vous vous trouvez sur une planète. Non, ils n'existent pas vraiment, ils ne sont qu'un sous-produit du cadre de référence que vous avez choisi. Un peu comme la gravité en relativité générale est un sous-produit du choix d'un référentiel "non naturel", qui ne suit pas la courbure de l'espace-temps ;-)

Notez que dans les deux référentiels , inertiel ou en rotation, un objet qui reste immobile dans le cadre rotatif (et tourne en cercle dans le cadre inertiel) subit nécessairement une «force centripète» (une force vers le centre). Ainsi, la gravité fait tourner les choses en orbite et la tension dans un morceau de ficelle fait suivre un chemin circulaire à un poi en rotation. Donc, ce qu'est vraiment la "force centrifuge", dans un cadre de référence rotatif, est le terme dont vous avez besoin pour satisfaire l'exigence qu'un objet stationnaire doit subir une force nette de 0. Dans un référentiel inertiel, cet objet décrivant un cercle n'est pas stationnaire , il ne subit donc pas 0 force nette, il n'y a donc pas de terme d'équilibrage.

Vous êtes sur quelque chose lorsque vous parlez de forces égales et opposées. Puisque l'objet en rotation subit une force centripète, l'objet qui exerce cette force doit nécessairement éprouver une force égale et opposée. La lune tire la terre dans sa direction, et la ficelle du poi tire votre main dans la direction du poi. Ce n’est pas ce que l’on appelle généralement la «force centrifuge», mais elle est éloignée du centre et elle existe «vraiment».

La force centrifuge est une force qui éloigne l'objet en rotation du centre de rotation, la force centrifuge fait partie de la mécanique newtonienne et elle est dérivée de la deuxième loi de Newton $$ F = ma $$ span> Où $ F $ est la force en newtons, $ m $ est la masse d'un objet et $ a $ est une accélération. En mouvement circulaire, l'accélération est $ a = \ frac {v ^ 2} {r} $ et l'équation complète pour la force centrifuge est $$ F = \ frac {mv ^ 2} {r} $$ Où $ v $ est la vitesse et $ r $ est le rayon. Voici un exemple d'image de mouvement circulaire et de force centrifuge et centripète agissant sur un objet:

_{(source: explainthatstuff.com)}

La même chose se produit avec les pilotes d'avions à réaction:

Ils subissent la force centrifuge et si cette force est suffisante, ils peut perdre connaissance.

MODIFIER:

Imaginez un bus et quelqu'un qui se tient dedans, et tout à coup le chauffeur de bus fait tourner le bus, parce que la voiture changé sa direction de vitesse, il a accéléré, tandis que quelqu'un qui était debout continuait à se déplacer dans l'ancienne direction, à cause de cela, il / elle tombera, mais à cause du conducteur de bus est assis très difficilement, il subira la force centrifuge. Il est plus facile d'imaginer un vaisseau spatial, s'il flottait par rapport au vaisseau spatial et que le vaisseau spatial a changé sa direction de mouvement, il accélérera, alors qu'il / elle continuera à se déplacer dans l'ancienne direction afin qu'il / elle ne subisse pas la force centrifuge , tandis que le vaisseau spatial le fera. (J'ai trouvé une belle animation sur cette situation dans le vaisseau spatial Cliquez ici.)

Voyons comment les pseudoforces inertiels (comme la pseudoforce centrifuge) apparaissent dans la théorie de la mécanique newtonienne. ¹

Règle: les lois de Newton supposent que vous travaillez dans un cadre inertiel.

La première règle peut être considérée comme un moyen de définir ou d'identifier ces cadres (en supposant que vous puissiez identifier les forces, de toute façon).

Ces trois lois ne donnent aucun conseil direct sur la pratique de la physique dans des cadres non inertiels.

Manière d'identifier les forces réelles

Si vous examinez une seule situation physique à partir de plusieurs cadres de référence, ² certaines «forces» que vous voyez peuvent changer leur direction ou leur ampleur entre les images, tandis que d'autres resteront obstinément les mêmes. ³ Ceux qui sont toujours les mêmes sont "réels".

Observation: il est parfois agréable de faire de la physique dans des cadres non inertiels.

Si vous êtes assis dans un véhicule en mouvement et mettez une bonne tasse de café sur un plateau. Il est assis là, au repos par rapport à vous. En classe, nous utiliserions ce genre d'observation ("Il est juste assis là.") Pour identifier les choses qui sont en équilibre, puis nous affirmerions (au moyen de la deuxième loi) que la somme des forces agissant sur elle est zéro.

Et si votre véhicule est en mouvement uniforme, cette identification serait correcte. mais si votre véhicule accélère (change de vitesse, va dans une courbe, les deux ...) c'est formellement incorrect. La coupe accélère également .

Mais nous voudrons peut-être continuer avec notre analyse habituelle de toute façon. C'est là que les pseudofoces intertiaux entrent en jeu.

Plan: allons-y!

Notre schéma de lash-up est très simple. Nous commençons par la physique que nous donnent les lois de Newton; déplacer toute accélération gênante de la RHS à la LHS; et appelez les nouveaux termes sur les «forces» LHS.

C'est tout le shebang.

Exemple circulaire

Considérons pour le concret une voiture roulant 20 $ \, \ mathrm {m / s} $ autour d'une courbe de rayon 10 $ \, \ mathrm {m} $ . Nous supposons que la poussée fournie par la chaîne cinématique équilibre la traînée et le frottement de roulement et que la seule force non balancée est le frottement statique dirigé vers l'intérieur du cercle.

1. Mettre en place les lois de Newton dans un référentiel inertiel \ begin {align} \ sum_i \ vec {F} _i & = m \ vec {a} \\ \ vec {F} _ \ text {poussée} + \ vec {F} _ \ text {glisser} + \ vec {f} & = m \ frac {v ^ 2} {r} \ left (- \ hat {r }\droite) \\ \ vec {f} & = -m \ frac {v ^ 2} {r} \ hat {r} \ ;. \ end {align}

2. Décidez que nous voulons que les choses "au repos" dans notre cadre non-inertiel soient "en équilibre", alors déplacez ce terme incohérent de l'autre côté. ⁴ \ begin {align} \ vec {f} + m \ frac {v ^ 2} {r} \ hat {r} & = 0 \ ;. \ end {align} C'est une opération mathématique purement formelle.

3. Donnez au terme que nous venons de déplacer un nom $ \ vec {F} _ \ text {centrifuge} = m \ frac {v ^ 2} {r} \ hat {r} $ , de sorte que l'équation a maintenant deux "forces" dans \ begin {align} \ vec {f} + \ vec {F} _ \ text {centrifuge} & = 0 \ ;. \ end {align} Maintenant, à cause du processus de soustraction, cette force "fausse" nouvellement créée a la direction opposée à celle de l'accélération réelle.

   Traditionnel, cependant nous écrivons cette force en termes de vitesse de rotation $ \ Omega $ du cadre $ \ vec {F} _ \ text {centrifuge} = mr \ Omega ^ 2 \ hat {r} $ .

Plus généralement

Il existe une manière standard et entièrement générale de gérer les mouvements non inertiels compliqués. Il développe quatre pseudoforces, chacun lié à un type de comportement spécifique.

• Une pseudoforce liée à des observateurs avec accélération en ligne droite $ \ vec {A} $ par rapport à un référentiel inertiel (curieusement celui-ci n'a pas nom; je l'appelle parfois la "pseudoforce de la ceinture de sécurité" ): $$ \ vec {F} _ \ text {seatbelt} = -m \ vec {A} \;. $$

• La pseudoforce "centrifuge" ou "centrifuge" liée à l'observateur en rotation avec vitesse angulaire $ \ Omega $ par rapport à un référentiel inertiel. Cela affecte tous les objets, y compris ceux au repos par rapport à l'observateur. Nous venons de le calculer ⁵ $$ \ vec {F} _ \ text {centrifuge} = -m \ vec {\ Omega} \ times (\ vec {\ Omega} \ times \ vec {v} _b) \ ;. $$

• La pseudoforce "Coriolis" qui est également liée aux rotations mais n'est observée que pour les objets qui se déplacent avec la vitesse $ \ vec {v} _b $ dans le cadre non inertiel. $$ \ vec {F} _ \ text {Coriolis} = -2m \ vec {\ Omega} \ times \ vec {v} _b \ ;, $$ où $ \ vec {v} _b $ est la vitesse observée dans le cadre non inertiel.

• La pseudoforce "Euler" qui survient pour les observateurs subissant une accélération angulaire par rapport à un référentiel inertiel. $$ \ vec {F} _ \ text {Euler} = -m \ frac {\ mathrm {d} \ vec {\ Omega}} {\ mathrm {d} t} \ fois \ vec {x} _b \;. $$

Vous pouvez trouver des développements mathématiques détaillés de ce sujet dans les manuels typiques de mécanique de la division supérieure ou des cycles supérieurs.

Mais ... les pseudoforces existent-elles , déjà?!?

Oui? non? Ça dépend?

C'est, fondamentalement, une question philosophique qui tourne autour de la façon dont vous comprenez «existant». Leur ampleur et leur direction dépendent de l'image à partir de laquelle vous visualisez une interaction physique, ce qui les distingue définitivement des forces "réelles" qui n'ont pas cette propriété.

Pour ma part, je tiens à maintenir une forte distinction entre les forces «réelles» et «pseudo». Mais je suis parfaitement heureux de travailler dans des cadres non inertiels lorsque cela me facilite la vie.

Bonus: à quoi servent les gens à propos de la gravité?

Avez-vous remarqué que toutes les définitions de pseudoforce que j'ai données contiennent exactement un facteur de la masse de l'objet? Cela signifie que tous les objets subissent la même accélération «centrifuge» ou «Coriolis», ce qui ressemble étrangement à la règle selon laquelle tout tombe avec la même accélération.

En fin de compte, quand Einstien a trouvé un chemin à travers les mauvaises herbes jusqu'à la relativité générale, il a découvert qu'il avait créé une théorie dans laquelle la gravité était aussi une pseudoforce inertielle (et telle que diable est assez "réelle" pour jour après jour non?).

En relativité générale, lorsque vous êtes au repos dans le laboratoire, vous observez le monde à partir d'un cadre non inertiel. Le cadre inertiel est ce que vous verriez debout sur (ou ratehr, flottant à côté) de la balle que l'instructeur vient de lâcher.

¹ Dans cette discussion, je vais systématiquement identifier cette classe de forces apparentes qui surviennent dans les trames non inertielles comme des "pseudoforces" simplement pour les distinguer de ces forces "réelles" qui apparaissent dans tout cadre inertiel ou autre.

² Il est important que je souligne: un ensemble d'événements physiques vus par des observateurs avec différents états de mouvement. Pas d'événements multiples caractérisés par un mouvement différent des participants.

³ Ici, la direction et la magnitude doivent être identifiées comme leurs valeurs intrinsèques. Ne vous inquiétez pas pour changer les composants, juste pour changer la nature.

⁴ Les "at reast" et "equilibrium" qui apparaissent ici sont purement pour la motivation. Vous ne devriez pas lire d'implication que cette analyse ne s'applique qu'aux choses au repos dans le cadre non inertiel . En effet les forces de Coriolis ne sont intéressantes que pour cela en mouvement dans le référentiel non inertiel.

⁵ Jusqu'à présent, j'ai écrit la force centrifuge dans sa forme la plus simple (comprendre les directions a été facile parce qu'elles sont juste "in" ou "out").Par souci de cohérence avec ce qui suit, j'utilise $$ \ vec {F} _ \ text {centrifual} = -m \ vec {\ Omega} \ times (\ vec {\ Omega} \ times \ vec {x} _b)$$ avec $ \ vec {\ Omega} $ étant le vecteur vitesse angulaire et $ \ vec {x} _b $ commence la position de l'objet dans un système de coordonnées avec son origine sur l'axe de rotation.Croyez-moi.C'est la même chose.

Le livre de votre petite amie est faux.

.... est dû à la masse de l'objet résistant à l'accélération centripète vers l'intérieur que subit l'objet "

La force centrifuge n'est pas due à la résistance. La résistance à l'accélération est appelée «inertie». La force centrifuge ne se produit que dans le cadre de référence rotatif non inertiel.

Voici mon ajout pour ce que ça vaut.

Imaginez que vous flottez dans l'espace dans une grande boîte (comme un ascenseur). Au début, vous et la boîte flottez. Vous pouvez vous déplacer de n'importe quel côté de la boîte à l'autre, tourner autour, etc. Il n'y a aucun sens de haut ou de bas. À un moment donné, la boîte commence à accélérer en ligne droite dans une direction perpendiculaire à l'un des côtés de la boîte à $ 9,8 ms ^ {- 2} $ (l'accélération de la gravité que nous connaissons et aimons tous). L'accélération est causée par une force externe sur la boîte, peut-être une fusée fixée à l'extérieur de la boîte. Cette force est réelle. Appelons cela la force "gravipétale". En raison de cette accélération, vous avez l'impression d'être tombé sur l'un des côtés de la boîte (l'un des deux côtés perpendiculaires à la direction de l'accélération). Vous frappez le côté. Vous remarquez que vous êtes coincé / attiré par ce côté. Vous essayez de bouger et vous réalisez que vous pouvez vous tenir debout de ce côté. Vous sentez maintenant que vous ressentez la gravité. Ce n'est pas de la gravité. Il s'agit d'une force fictive subie en raison de l'accélération du référentiel (la boîte). Appelons cela la force «gravifuge». (Est-ce que je viens d'inventer un mot?). Ce n'est pas réel. Vous ne savez pas que vous accélérez et prenez donc ce sentiment pour une force. Mais vous pouvez mesurer la force car c'est la force qui donnerait la sensation de cette accélération de votre référentiel.

Nous revenons maintenant à un corps en mouvement circulaire.C'est la même idée.Le corps accélère vers le centre du mouvement.Cette accélération est due à la tension dans la corde qui est la force centripète.C'est réel.Il y a de la tension dans la corde.L'objet ne sait pas qu'il accélère.Pourquoi pas?La même raison pour laquelle les humains ont mis si longtemps à réaliser que la Terre bouge.De notre point de vue, nous sommes stationnaires et nous pouvons voir tout le reste tourner autour de nous.Le corps fait tous ses calculs dans ce référentiel accéléré.Il ressent l'effet de l'accélération du référentiel mais le prend pour une force sur lui-même.Il l'appelle la force centrifuge.Le corps a mal interprété la physique.Cette force n'existe pas.

La force centrifuge n'existe pas.Prenons l'exemple d'une chaîne suspendue dans un champ gravitationnel qui est stationnaire sur le cadre de référence terrestre.Son accélération due à la rotation de la Terre est beaucoup plus petite que l'accélération gravitationnelle de la Terre, alors ignorons-la.Le lien inférieur a les 2 forces agissant sur lui, la force de gravité et une force égale et opposée par le lien deuxième du bas.Maintenant, la force exercée par le maillon inférieur sur le maillon en deuxième à partir du bas est égale et opposée à la force que la bielle en deuxième à partir du bas exerce sur la bielle inférieure et est le poids d'un maillon tirant vers le bas.Il y a aussi une force gravitationnelle sur le lien en second lieu par le bas, c'est le poids du lien.Nous savons que son accélération nette est de 0, ce qui signifie que le lien troisième à partir du bas exerce une force sur le lien deuxième à partir du bas qui est une force ascendante du poids de 2 liens.

Prenons maintenant l'exemple d'une chaîne dans un cadre de référence non rotatif à accélération uniforme accélérant à 1 g, comme une fusée accélérant dans la direction de son bas vers son sommet comme le font normalement les fusées, où il y a littéralement extrêmement peu de gravité comme le espace entre les galaxies. Je vais simplement énoncer le résultat, puis expliquer plus tard pourquoi cela a du sens. Il sera suspendu dans la direction opposée à l'accélération qui est vers le bas de la fusée. La force est égale à la masse multipliée par l'accélération. Le lien le plus proche du fond accélérera avec 1 g ce qui signifie que la force totale agissant sur lui est le poids d'un lien. La seule force exercée sur l'armoire à maillons vers le bas de la fusée est la force que le deuxième maillon le plus proche du bas de la fusée exerce sur elle qui est la force du poids d'un maillon dans le sens du bas vers le haut de la fusée. Le deuxième lien le plus proche du bas de la fusée accélère également à 1 g, de sorte que la force totale agissant sur celui-ci doit être le poids d'un lien dans la direction du bas de la fusée vers le haut de la fusée. Selon la troisième loi de Newton, puisque le deuxième lien le plus proche du bas de la fusée exerce une force du poids d'un lien sur le lien le plus proche du bas dans le sens du bas vers le haut, le lien le plus proche du bas doit exercer une force sur le deuxième lien le plus proche du bas qui est égal au poids d'un lien dans la direction du haut vers le bas. Maintenant, nous savons que la force totale agissant sur le lien en deuxième à partir du bas est le poids d'un lien dans la direction du bas vers le haut de la fusée de sorte que le troisième lien le plus proche du bas de la fusée exerce une force sur le lien. deuxième plus proche du bas du poids de 2 maillons dans la direction du bas vers le haut de la fusée.

Cela vous empêche de faire la distinction entre être dans un champ gravitationnel sans accélérer et être dans quelque chose qui s'accélère en l'absence d'un champ gravitationnel. Prenons maintenant l'exemple d'une chaîne suspendue près du bord de quelque chose qui tourne en l'absence d'un champ gravitationnel. Faire des cercles est un type d'accélération. La vitesse peut être définie en termes de composants de position. De même, l'accélération est également définie en termes de composante de vitesse. Je pense vraiment que l'expérience montre qu'il est cohérent que la force est extrêmement proche de la masse multipliée par l'accélération en utilisant cette définition de l'accélération pour des vitesses suffisamment faibles pour que les effets relativistes aient un effet extrêmement faible et non mesurable. Sinon, j'aurais découvert le contraire. J'ai parfois jeté un œuf dans l'air et la résistance de l'air est trop petite pour que je puisse la détecter à l'œil nu et elle semble s'accélérer uniformément. Ainsi, dans le cas de la chaîne suspendue dans le référentiel tournant, chaque maillon tourne en rond et s'accélère donc et les seules forces agissant sur lui sont celles des maillons de part et d'autre de celui-ci. Je sais que l'accélération n'est pas la même pour chaque lien dans l'objet en rotation.

D'après le manuel que j'avais pour la physique de 12e année, vous pouvez prendre un objet en accélération comme cadre de référence et décider de définir la force dans ce cadre de référence comme étant l'accélération d'un objet dans ce cadre de référence divisé par la masse de cet objet dans ce cadre de référence, donc quand ils décrivent des choses en termes de cadre de référence en rotation, vous pouvez dire qu'une force centrifuge agit sur l'objet dans le cadre de référence de l'objet en rotation. Maintenant, si vous calculez comment un objet se déplaçant à vitesse constante se déplacera dans le cadre de référence d'un objet tournant uniformément dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, qu'obtenez-vous? Son accélération dans le cadre de référence de l'objet en rotation est sa distance du centre multipliée par la fréquence angulaire au carré dans la direction s'éloignant du centre plus une accélération de magnitude deux fois la vitesse dans le cadre de rotation de référence 90 ° dans le sens des aiguilles d'une montre de la vitesse en le cadre de référence en rotation. La composante de l'accélération qui dépend de la position dans le cadre de référence en rotation est appelée la force centrifuge et la composante qui dépend de la vitesse dans le cadre de référence en rotation est appelée la force de Coriolis.

La force centrifuge existe ... c'est clairement la force qui fait fonctionner une centrifugeuse:

http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge

Impossible de faire tourner un objet dans une centrifugeuse sans une force centriguelle, non? =)