J'ai passé le week-end dernier à faire ma propre réalisation du code de la méthode MPM (juste pour le plaisir). J'ai juste eu l'idée d'essayer de simuler quelque chose de similaire au problème qui nous intéresse.

Voici donc notre "voiture".

Elle se déplace vers la droite avec une vitesse constante. Ensuite, j'applique une force externe constante aux "roues" pour les arrêter. Et c'est ce que j'ai:
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Les couleurs indiquent la quantité de stress dans le milieu. Et voici l'animation:

Chacun est libre de donner d'autres idées de simulations / visualisations ...

J'ai dessiné cette image ci-dessous:

où, en revenant sur cette page, je vois que cette question a 3 mois. Cependant, je répondrai à cela de toute façon, car personne n'a eu la bonne réponse à mon avis. La photo illustre les ressorts ou entretoises dans le chariot inférieur du véhicule. En décélérant, ceux-ci communiquent la décélération de la route ou des rails au véhicule. La décélération est due à un frottement statique (holonomique ou pas de glissement) entre le pneu et le sol, $ F_b ~ = ~ -kx $. Ici, le frottement de freinage est égal à la force du ressort fournie par les jambes de force. La force de freinage dépend de la vitesse, où $ F_b (v) ~ = ~ F \ theta (v) $, qui est une fonction heaviside qui se désactive lorsque la vitesse est égale à zéro. Cela signifie que le ressort a une légère distension lorsque le véhicule s'arrête et cela donne alors le peu de force vers l'avant que nous expérimentons.

Il arrive souvent que les personnes qui font de la physique théorique n'aient jamais fait des choses comme reconstruire une voiture moteur.

Je pense que plusieurs réponses indiquaient déjà correctement des facteurs. Mais, au moins dans les voitures, je pense que le facteur dominant est l'ensemble des ressorts avant et arrière. Mon illustration est très exagérée. En (a), nous avons une voiture à vitesse constante. Lorsque le conducteur donne à la voiture une décélération avec les freins, le système de ressorts entre en configuration (b). Lorsque le véhicule s'arrête enfin et qu'il n'y a pas d'accélération, le système de ressort oscille un peu en arrière (c) avant de revenir à la configuration d'équilibre (a). Le mauvais effet de traction se produit entre (b) et (c)

Nous avons deux effets en cours. La première est que la personne contrecarre une accélération constante, mais lorsqu'elle s'arrête rapidement, rien n'empêche la contre-force (maigre) de créer une accélération de la personne. Le train n'est pas un corps rigide, mais en fait un corps déformable, donc votre intuition qui suppose qu'il possède une rigidité infinie est fausse. Un corps déformable sous contrainte (pour transmettre la décélération des freins à la masse répartie du wagon), est également sous tension (c'est-à-dire que le corps du train subit une certaine déformation). Au moment où la force de freinage est supprimée, ces contraintes et déformations demeurent, et le wagon est dans un état sans équilibre.

Essayez de le modéliser comme une masse sur un ressort attaché à un corps rigide. Soumettre le corps rigide à une accélération constante et laisser le ressort / la masse revenir à sa position d'équilibre. Éliminez ensuite l'accélération. Le ressort n'est pas dans sa position d'équilibre et la masse verra une accélération.

Je pense que la réponse de @ Robert à propos du «fouet» pourrait expliquer certains des effets dans certains cas, mais je doute que cela se remarque dans les trains ou autres choses avec un débattement limité ou nul.

I ' Je suis assez certain que c'est principalement dû à l'effet «penché en arrière» (l'effet Kienzler ??). Emportez une bille avec vous la prochaine fois que vous voyagerez en train, vous pourrez probablement concevoir une expérience pour le découvrir!

Vous êtes tiré dans le mauvais sens par vos propres mains et vos jambes, qui ont été sollicitées pour vous empêcher de décélérer avec le véhicule.

Lorsque le véhicule a soudainement arrêté d'accélérer (c'est comment fonctionne la friction: elle est opposée à la vitesse, puis la vitesse atteint soudainement zéro) alors cette tension continue de vous tirer jusqu'à ce que vous réagissiez et vous reconfiguriez.

Il n'y a pas de traction, votre corps se tire à cause de la contraction des muscles pour contrebalancer la décélération.

Modélisons votre corps par une masse repartie verticalement, plus vos pieds. appliqué, vous vous tenez droit. Imaginez que nous sommes à vitesse constante, le train roulant de gauche à droite sur la photo.

Lorsque le véhicule décélère, vous êtes le sujet de la force d'inertie (si nous considérons le train comme référence, la force d'inertie aka force fictive simplifie grandement l'explication; vous pourriez considérer la la terre comme référence et étudiez plutôt l'élan).

Considérons maintenant que vous ne portez pas de rollers. Vos chaussures ont suffisamment de friction au sol et une force opposée est appliquée sur vos pieds. La somme de ces deux forces est nulle et vous ne glissez pas.

Cependant, ces deux résultats forment un couple ) sur votre corps, qui commence à tourner.

Maintenant, je suppose que vous avez un cerveau. Instinctivement, le cerveau ordonne à vos muscles de se contracter pour contrer ce couple.

Ce couple musclé est créé par la contraction de votre mollet puissant (c'est-à-dire en tirant votre corps vers le bas), et votre tibia fort a une force opposée.

Tout à coup, le train s'arrête et la décélération est nulle. Ce qui reste, c'est votre propre couple. Vous vous retirez.

Je pense que comme l'accélération du mouvement du véhicule dans le sens du voyage est toujours < = zéro pour le processus de ralentissement, l'explication doit être recherchée ailleurs car cela ne peut pas expliquer votre "rebond".

A mon avis, il se peut que le ralentissement agisse aussi sur le véhicule comme une accélération angulaire de telle sorte qu'il s'incline un peu (avant "dans le sol", arrière "dans l'air"). Au moment où le véhicule s'arrête, cette inclinaison disparaîtra (peut être décrite par une oscillation apériodique). Ce mouvement, appelé "up-whipping" aura à nouveau un tournant provoquant le coup de pied dans le siège.

Eh bien, peut-être :)

Je pense que cela a à voir avec Jerk. Jerk est le dérivé de l'accélération. Les freins du véhicule fourniront une force presque constante contre le mouvement de la voiture. Puisque $ F = m a $, votre véhicule ralentit à un taux constant d'accélération négative. Une fois que la voiture s'arrête, la force (et par conséquent votre accélération) passe à zéro très rapidement. Cela se traduit par une grande quantité de Jerk, et c'est ce que vous ressentez.

Une expérience simple:
Prenez un pendule qui est suspendu à l'aide d'un support comme un cadre en bois.
Enregistrez ce qui se passe lorsque vous vous arrêtez.
Comparez avec une vidéo de vous dans le même train pendant le même arrêt .
Assez scientifique et simple.
Si le mouvement du pendule diffère du vôtre, votre explication est correcte.

Désolé, je n'ai pas d'explication numérique ou théorique.

Cela peut peut-être s'expliquer comme ceci:
A un certain moment, le pilote du train relâche le système de freinage. À ce stade, la masse lourde du train est libérée d'une contrainte plutôt puissante et ses roues peuvent se déplacer librement (enfin pas complètement libres bien sûr). Lorsque les roues tournent légèrement vers l'avant, vous ressentez une force dans l'autre sens. La masse du train étant assez importante et le relâchement des freins assez brusque, cette force est plus forte que la précédente décélération prudente.

Donc, la traction courte ne serait pas dans une «mauvaise» direction. Je devrais être facile de vérifier en réalité si cette explication est correcte.

Un peu tard dans le match, mais si nous mettons un verre d'eau dans le train dans ces circonstances, vous verrez l'eau poussée vers le côté «avant» de la vitre alors que le train ralentit et ensuite un arrêt, swish vers le côté «arrière» du verre, se répétant en cycles largement décroissants jusqu'à s'immobiliser.

Le corps humain est certainement plus rigide qu'une eau dans un verre, mais vos organes (et votre cerveau qui est assez lourd) suivront le modèle de mouvement de l'eau et vous rebondiront.

Maintenant, essayez la même expérience de pensée avec un verre d'eau solide congelée. Pas de rebond.

Je suppose que la réponse est la dynamique des fluides combinée à la décélération.

Une autre façon d'observer cet effet est de demander à une voiture de monter une pente douce à une certaine vitesse, de la mettre au point mort, d'attendre qu'elle s'arrête, puis de frapper les pauses. La plupart des gens s'attendent à ce que l'utilisation des pauses lorsque la voiture est au repos (même si ce n'est que momentanément) n'aura aucun effet perceptible, et ils sont surpris de ressentir une «secousse» très similaire à celle mentionnée dans la question.

L'explication vient de la mécanique standard où un corps est en équilibre lorsque les forces agissant sur, et les couples autour du centre de masse s'additionnent à zéro.

Lorsque le train décélère, il y a des couples agissant sur votre corps là où il entre en contact avec le train via le siège ou le plancher, et vous modifiez automatiquement votre postition corporelle pour créer des contre-couples afin que votre corps reste en équilibre. Lorsque le train s'arrête soudainement, ce contre-couple net n'est plus équilibré et vous faites donc une rotation autour de votre centre de gravité dans une direction qui vous ramène.

Et donc, qui peut le réduire le plus: le concepteur du véhicule!

Le constructeur automobile français Citroën fait la compensation depuis longtemps.

citation de citroenet

La suspension anti-plongée est incorporée car les freins arrière prélèvent leur liquide de la suspension arrière qui tire la queue vers le bas sous un freinage brusque.

Je pense que cet effet est causé par le dépassement de la réponse du corps au changement d'accélération du train.

Supposons qu'il existe un train "parfait" qui peut démarrer / arrêter l'accélération (rupture) instantanément. Il commence à ralentir à partir de la vitesse 50 m / s et jusqu'à ce qu'il atteigne la vitesse nulle.

Voici une simulation. Le modèle "corps" est très approximatif, mais démontre l'effet. Comme nous le savons, nous ressentons un effet similaire lorsque le train commence à ralentir.

J'ai pris le corps "en mouvement" "modèle d'ici: http://en.wikipedia.org/wiki/State_space_representation#Moving_object_example

Bien que je sois vraiment en retard dans le jeu, je voudrais intervenir en disant que lors de la mise en œuvre de systèmes de contrôle de véhicule à guidage automatique (véhicules à guidage filaire avec des parcours fixes), j'ai eu l'occasion de conduire des véhicules tout en expérimentant leurs courbes d'accélération et de décélération; une chose que j'ai remarquée, c'est que le corps humain (enfin, le mien en particulier, mais je suppose que d'autres sont similaires) est remarquablement sensible aux changements d'accélération . Si la vitesse du véhicule est ralentie linéairement à zéro, la décélération sera douce jusqu'à ce que la vitesse atteigne zéro, après quoi peu importe la lenteur de la décélération ou la lenteur du véhicule à l'arrêt , le changement de décélération de non-zéro à non-zéro sera perceptible. Étaler le changement de décélération sur 1/10 seconde peut ne pas affecter visiblement le mouvement de la machine (si une machine décélère uniformément à 10 mm / s / s, elle ne parcourra que 0,05 mm au cours de ses 100 derniers ms; lisser le la courbe de décélération n'ajoute même pas 0,05 mm à la distance totale de déplacement) mais peut avoir un effet notable sur la sensation de conduite.