LA FORCE CENTRIPETE
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1. une force agissant distance Or parmi les quatre forces physiques fondamentales qui font fonctionner l Univers il n en existe que deux qui r pondent ce crit re ce sont la force lectromagn tique et la force de gravitation Leur action peut donc tre qualifi e de centrip te mais ce sont les seules Seulement deux forces de nature centrip te La force lectromagn tique agit distance lors des r actions chimiques Elle permet un atome lourd de capturer un ou plusieurs atomes plus l gers pour constituer une mol cule Son action est alors centrip te Les lois physiques de l automobile www adilca com association adilca www adilca com Ainsi par exemple lorsque des atomes d oxyg ne sont mis en pr sence d atomes d hydrog ne chaque atome d oxyg ne attire et capture deux atomes d hydrog ne pour former une mol cule d eau La force de gravitation est l autre force qui agit distance Son action est galement centrip te d o son nom On peut le v rifier par exemple en laissant tomber un objet au sol Dans sa chute l objet se rapproche du centre de masse de la Terre qui l attire C est une attraction de m me nature qui maintient la Terre en orbite autour du Soleil la masse du Soleil d livre une force qui d vie la trajectoire de la Terre Si cette force n existait pas la Terre quitterait le syst me solaire Et si la vitesse de la Terre tait nulle celle ci prendrait imm diateme2. d finitive que la force de guidage n est pas de nature centrip te C Q F D Conclusion Il faut se rendre enfin l vidence en automobile il n existe ni force centrifuge ni force centrip te 1 Dans cette relation la masse doit s exprimer en kilogramme symbole kg la vitesse en m tre par seconde symbole m s et le rayon de trajectoire en m tre symbole m La dimension obtenue est le kilogramme m tre par seconde carr e symbole kg m s qui caract rise l unit de force le newton symbole N 2 Gare au mode d emploi Ce principe ne s applique qu des forces r elles jamais des forces fictives Ce qui signifie que dans une description imaginaire il ny a pas d interaction Isaac Newton n a pas eu besoin de le pr ciser les forces fictives tant inconnues son poque 3 Masse du Soleil S 2 x 10 kg masse de la Terre T 6 x 10 kg rapport S T 1 3 x 10 4 Cette description tronqu e est dite statique par opposition la description r elle dite dynamique Sur les dangers de d cliner ce mode de raisonnement toutes les sauces ici cela supposerait la disparition des saisons voir le dossier ADILCA Cessac amp Tr herne ASSOCIATION ADILCA www adilca com Les lois physiques de l automobile www adilca com
3. imm diatement la direction du Soleil pour venir s y fondre sauf si une force imaginaire de m me intensit mais de sens oppos venait l en emp cher Cette force imaginaire c est la force centrifuge Mais la description est tronqu e car elle suppose que la Terre cesse de tourner autour du Soleil Bref il est indispensable de distinguer les descriptions donc de dissocier la force centrip te et la force centrifuge l une est une force bien r elle tandis que l autre n est qu une force fictive apparaissant uniquement dans le cadre d une description imaginaire voir dossier ADILCA la force centrifuge Les lois physiques de l automobile www adilca com association adilca www adilca com Trois diff rences fondamentales Revenons sur Terre la force de guidage celle que le conducteur d une automobile sollicite pour n gocier un virage voir le dossier ADILCA force de guidage est elle de nature centrip te Examinons point par point les caract ristiques de la force de guidage 1 Cette force n agit pas distance c est une force de contact 2 Cette force ne s exerce pas sur le centre de masse de la voiture mais la p riph rie des pneumatiques des roues directrices 3 La voiture ne se rapproche jamais du centre de sa trajectoire elle est seulement d vi e d une trajectoire rectiligne Trois raisons fondamentales qui nous permettent de conclure de mani re claire nette et
4. ais o et comment se manifeste t elle Reprenons la description du mouvement dans le syst me solaire et la relation entre le Soleil et la Terre le Soleil g n re une force qui agit distance et qui maintient la Terre sur une orbite circulaire Cette force c est la force centrip te Le principe de r ciprocit nonc par Newton permet de d duire que la Terre attire le Soleil avec une force d intensit gale celle qui la maintient sur orbite mais de sens oppos Cette force parfaitement r elle s exerce sur le centre de gravit du Soleil mais sans aucun rapport avec la force centrifuge qui d ailleurs n a rien faire dans cette description Pourquoi la Terre seule infl chit elle sa trajectoire le Soleil restant parfaitement insensible cette force L explication tient la masse du Soleil plus de 300 000 fois sup rieure celle de la Terre Le rapport des masses tant en sa faveur le Soleil dicte sa loi la Terre s y soumet Une deuxi me confusion provient de la mauvaise compr hension du concept de force centrifuge La force centrifuge tant une force imaginaire elle n appara t que dans une description tronqu e qui fait abstraction du mouvement r el De quoi s agit il Dans cette description compl tement distincte de la pr c dente il faut imaginer que la Terre cesse de tourner autour du Soleil et reste immobile dans l espace Soumise la force de gravitation la Terre prendrait alors
5. association adilca www adilca com LA FORCE CENTRIP TE On assimile parfois la force de guidage la force centrip te tort cependant car ces deux forces ne sont pas de m me nature elles n ont rien de commun et ne doivent donc pas tre confondues Mais quelles sont les caract ristiques d une force centrip te D finition Centrip te signifie qui rapproche du centre Une force est dite centrip te quand son action consiste rapprocher une masse d un centre quelconque Mais o situer exactement ce centre En physique ce terme peut prendre deux significations diff rentes Trouver le centre S agissant d une masse d crivant une trajectoire circulaire le centre en question est bien s r celui du cercle que d crit cette masse Dans le cas du virage en automobile l action d une force dite centrip te devrait se traduire par une d croissance continue de la longueur du rayon jusqu la valeur z ro la voiture d crivant alors une trajectoire en forme de spirale aboutissant ce fameux centre De toute vidence ce n est jamais le cas Dans une autre acception qui d passe le cadre du mouvement circulaire le centre en question d signe un centre de masse terme qui en physique d signe un point virtuel tr s utile pour la description de certains ph nom nes Ainsi par exemple le ph nom ne de gravitation se r sume une attraction entre deux centres de masse Cette acception suppose l existence d
6. nt la direction du Soleil Repr sentation sch matique de la rotation de la Terre autour du Soleil La Terre d crit une trajectoire circulaire fl che bleue cause de la force cr e par la masse du Soleil fl che rouge Cette force c est la force centrip te Si elle n existait pas la Terre conserverait une trajectoire rectiligne fl che verte Exprimer la force centrip te Comment exprimer la force centrip te La force centrip te s exprime gr ce la relation d couverte par Isaac Newton pour expliquer la rotation de la Lune autour de la Terre puis celle de la Terre autour du Soleil F MV2 R Les lois physiques de l automobile www adilca com association adilca www adilca com Pr cisons que cette relation ne peut exprimer que deux forces et deux seulement la force centrip te donc ou par analogie de raisonnement la force de guidage voir dossier ADILCA la force de guidage Force centrifuge et force centrip te On pr sente souvent la force centrifuge et la force centrip te comme deux forces indissociables Ce raisonnement simpliste repose sur deux confusions voici lesquelles Une premi re confusion provient de la mauvaise compr hension du troisi me principe de Newton le fameux principe de l action et de la r action qui nonce ceci Toute force s exer ant sur un corps entra ne une r action d gale intensit mais de sens oppos Cette r action existe bien m
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