En science, le langage est spécifique et sans ambiguïté.Cela signifie que les termes sont définis de manière souvent différente de l'usage courant.

Je vais citer Wikipedia sur la définition d'une collision."Une collision est un événement dans lequel deux corps ou plus exercent des forces l'un sur l'autre pendant une période relativement courte."Notez qu'il n'y a aucune obligation de contact.

Parmi les quatre forces fondamentales, l'électromagnétisme et la gravité sont à longue portée.Bien qu'ils soient à longue portée, ils tombent tous les deux avec le carré inverse de la distance (pour les objets simplement distribués).Cela signifie que vous pouvez généralement ignorer les effets de la force à de grandes distances par rapport à leur approche la plus proche.

Une particule chargée déviée par une autre particule chargée lorsqu'elle passe l'une à côté de l'autre est un exemple de collision où aucun contact n'a lieu.Une fronde gravitationnelle où un petit objet se déplace autour d'un objet beaucoup plus lourd pour gagner en vitesse est un autre exemple.

C'est peut-être une réponse quelque peu pédante, mais je pense que dans le but de cultiver un langage clair, je remettrais en question la notion de «contact physique» telle qu'impliquée par l'utilisation du mot dans le manuel et répondrais plutôt comme suit: Si la «collision» de deux ou plusieurs corps relativement mobiles (comme cela l'implique) signifie un changement d'état de mouvement mutuellement opéré l'un sur l'autre, alors il y a eu contact physique, par définition . Il y a eu échange de quantité de mouvement et / ou de moment angulaire et d'énergie à force de une interaction.

Lorsque nous disons familièrement "contact physique", nous entendons une interaction particulièrement forte provoquée par une proximité particulièrement étroite des deux corps l'un par rapport à l'autre, avec un ensemble de résultats qui évoque notre idée intuitive de "contact physique", comme: déclenchement du sens du toucher, si l'un des corps est un animal sensible, déformation brutale et éventuellement fracture de certains des corps à leur point d'approche le plus proche, déformation plastique permanente telle que grattage, entaille ou déformation et contact clairement audible " des sons. Mais, au niveau le plus élémentaire, une telle interaction est différente de toute autre interaction à travers les quatre forces fondamentales de la nature uniquement par la force de l'interaction. Il n'y a pas du tout de différence qualitative fondamentale: lorsque nous «touchons» un corps, nous ressentons simplement les déformations de notre propre corps provoquées par des forces fondamentales - l'électromagnétisme - entre nos corps et ce que nous touchons. Que nous ressentions la répulsion coulombique entre notre doigt et les atomes de la table sur laquelle il repose, ou la répulsion coulombique entre la balle chargée que nous tenons et une balle semblable chargée à plusieurs centimètres du "contact physique" avec la première, il y a rien de vraiment différent qui se passe à un niveau fondamental.

En essayant de définir ce qui différencie le "contact physique" des autres interactions, nous découvrons rapidement qu'il n'y a pas de définition rigoureuse qui le différenciera des autres interactions.

Toutes les dispersions sont des exemples de collisions.Vous pouvez considérer l'exemple de la diffusion alpha de Rutherford dans laquelle il n'y a pas de contact physique entre la particule alpha et le noyau.

Le problème ici est un problème de définition. Il parle de «collisions» et de «contact» mais ne les définit pas soigneusement. Les problèmes que vous rencontrez sont:

• Il n'y a pas de différence nette entre une collision et de nombreuses autres formes d'interaction.

• Il n'y a pas non plus de bonne définition de "contact". Regardez attentivement et les choses ne se touchent pas. Ils se rapprochent et se séparent.

• Quelle que soit la taille des objets dont nous discutons, à l'échelle atomique, ils sont tous constitués de minuscules quanta / "particules" qui ne sont pas solides et ne "heurtent" pas du tout. Déjà. Ils échangent des porteurs de force et exercent des forces les uns sur les autres. Techniquement, il est difficile de décrire ce qui existe. Ce n'est pas pertinent au jour le jour, mais c'est en grande partie la raison pour laquelle il est difficile de définir ces mots. (Vous entendrez peut-être ceci comme "tout est principalement un espace vide")

• Bien que nous appelions beaucoup de choses des «collisions», c'est un terme vague quand on y regarde attentivement, parce que physiquement les choses interagissent plutôt que se heurtent. Nous les considérons comme des «collisions» parce que nous les voyons à une échelle de temps qui les fait ressembler à des événements instantanés. Si on les voyait de plus près, on verrait qu'ils impliquent de nombreuses interactions qui se construisent progressivement et se dissipent progressivement, le tout alors que les objets sont à distance. Une «collision» est une sorte de conceptualisation. Ce qui est bien, sauf que vous essayez ensuite d'appliquer le terme "contact" qui n'est pas un concept similaire.

Un exemple de ceci est le mouvement brownien. Vous pouvez voir les particules de poussière se déplacer dans l'air et les particules dans l'eau (sous un microscope) changer soudainement de direction. On dirait certainement qu'ils ont eu des collisions, car ils changent soudainement de direction. Même en classe, nous disons qu'ils sont entrés en collision. Mais ils ne sont jamais entrés en contact. Ils étaient peut-être à quelques fractions de millimètre, mais avant de pouvoir toucher, l'interaction avait fait son travail et l'élan / l'énergie a été transféré, alors ils se sont séparés.

C'est la même chose avec les collisions à grande échelle, juste plus difficiles à voir et moins évidentes. Parce que nous ne nous soucions généralement pas quand 2 voitures entrent en collision, si leurs particules sont entrées en contact ou juste à une infime fraction de millimètre, assez pour transmettre l'élan et les forces de déformation, nous disons qu'elles "sont entrées en collision" et sont entrées en "contact". Mais techniquement, ni l'un ni l'autre n'est vrai, ou du moins, vous auriez à définir ce qui compte comme "collision" et "contact" pour décider si c'était vrai selon cette définition .

Expérience de réflexion / exemple de réponse "assez proche"

Voici une expérience de réflexion pour vous, au lieu d'une réponse définitive.

Supposons que vous jouiez au billard ou au snooker juste avec la bille blanche et noire, et que les deux boules aient soit toutes la même charge électrique (toutes + ou -) soit toutes le même monopôle magnétique (aimant nord ou sud) sans se briser, faire exploser la terre ou briser la physique. Étant de la même charge ou du même pôle magnétique, ils se repoussent très fortement lorsqu'ils se rapprochent.

Vous frappez la bille blanche sur le noir. Il semble frapper un côté du noir, et les deux balles s'écartent comme d'habitude au billard / snooker. Mais l'ultra-lent mouvement montre que la boule noire a commencé à s'éloigner et que la bille blanche a commencé à changer de trajectoire, alors qu'elles étaient espacées de 3,5 mm, et les deux balles ont rapidement changé de mouvement de sorte qu'elles ne se sont jamais rapprochées de 0,25 mm, si rapidement que cela ressemblait à un jeu de billard normal.

Diriez-vous qu'il s'agissait d'une "collision" et si oui, y avait-il un "contact"?

En gros plan, c'est à quoi ressemble chaque collision que vous voyez, et le genre de mouvement qui se produit réellement.

C'est ma tentative de montrer pourquoi il est difficile de répondre à cette question.

La répulsion magnétique à court terme (par exemple entre les mêmes pôles d'aimants) est également un exemple de collision sans contact physique.

Que signifie de toute façon "contact physique"?Les atomes de deux voitures qui entrent en collision ne se "touchent" jamais!L'idée de «toucher» est en réalité notre incapacité humaine à comprendre des tailles inférieures à une fraction de millimètre.

Une fois que vous acceptez que le contact physique est une simple question d'échelle, vous y renoncez et toutes les collisions sont "sans contact".Deux voitures qui entrent en collision peuvent échanger de la peinture, bien sûr, mais elles ne se touchent jamais vraiment dans le sens où les atomes n'ont même pas de surface définie pour se toucher!

(Mathématiquement, nous pouvons définir le toucher comme deux surfaces d'objets partageant au moins un point. Mais cela ne fonctionne pas en physique car les atomes n'ont pas de surface)