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PRINCIPE DE RELATIVITE D'EINSTEIN-GALILEE |
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CONTENU : Mis à jour novembre 2000, revu sept
2011 I PRINCIPE DE RELATIVITE D'EINSTEIN-GALILEE |
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Nous consacrons ce chapitre
à la notion fondamentale de force spécifique, à la base des techniques
inertielles.
I
PRINCIPE DE RELATIVITE D'EINSTEIN-GALILEE :
1°) NOTION DE FORCE SPECIFIQUE
Ra est un repère inertiel
matérialisé par trois directions stellaires. Nous savons que 2 gyroscopes
montés à la Poinsot, avec des axes de rotation orthogonaux; peuvent
matérialiser un tel repère.
Une cabine est en mouvement
dans le champ de gravitation F de l'ensemble
des masses de l'univers ( seules les plus proches comptent )
La cabine est soumise à un
ensemble de forces y compris la gravitation F, qui lui procurent une
accélération absolue g.
On appellera FORCE SPECIQUE ou ACCELERATION
STATIQUE ou ACCELERATION NON GRAVITATIONNELLE
le vecteur :
1°) QUESTION POSEE
PAR EINSTEIN :
Imaginons un véhicule
totalement coupé du monde extérieur en ce qui concerne :
Les
télécommunications
Les
émissions d'onde de toute sorte ( électromagnétiques, acoustique etc....)
Donc ne pouvant rien
émettre ni rien recevoir. Mais:
Autonome
en énergie
Pouvant
emporter tout type de connaissances ( disques, livres, CDROM,.mémoire
informatique,..)
Pouvant
utiliser tous moyens de calculs imaginables
Disposant
de moyens expérimentaux de tout type, mais autonomes.
QUE PEUT-ON
CONNAÎTRE DU MOUVEMENT CE VEHICULE ?
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"PRINCIPE DE RELATIVITE DE GALILEE-EINSTEIN" Il est possible de mesurer à bord du véhicule deux
vecteurs :
et rien d'autre. |
CONFIRMATION : Dans le cours sur l'accéléromètre gyroscopique, nous
avons montré l'existence d'un dispositif expérimental, permettant la mesure de
la force spécifique f.
Voir cours sur l'accéléromètre.
II CONSEQUENCES DE CE PRINCIPE :
1° COMMENTAIRES :
Ce principe montre
notamment lors de missions spatiales et pour des vols balistiques, sous la seule
action du champ de gravitation, que l'on est incapable de mesurer quoi que ce
soit de ce champ.
En clair que vous soyez en
orbite autour de la terre de Mars, du Soleil etc...rien ne permet de
"voir" la différence. Dans tous les cas la cabine et les objets
qu'elle contient sont "EN CHUTE LIBRE", c'est l'état d'APESANTEUR qui
ne signifie nullement l'absence de gravitation, puisqu'il n'y a qu'elle qui
agit..
2° COMMENT MET-ON EN
EVIDENCE g SUR TERRE :
Sur Terre, le contact avec
le sol d'un objet immobile, nous permet d'avoir accès à l'accélération de la
pesanteur, non pas en mesurant le poids, mais en mesurant la réaction du sol
sur l'objet qui en est son opposé.
C'est parce qu'un
"peson" est tenu par une personne en contact avec le sol qu'il
s'allonge, ce qu'il ne ferait pas en état d'apesanteur dans un vol balistique
spatial.
3° QU'EST-CE
QUE L'ETAT D'APESANTEUR ? :
Considérons :
- Un véhicule habité So, de
masse Mo, de centre d'inertie Go
- Un astronaute S de mass
P, de centre d'inertie G à proximité immédiate de So( dedans ou dehors )
On suppose qu'à un instant
initial to, S et So ont même vitesse absolue et ne sont pas en interaction.
On note ro(t) et r(t) =
ro(t) + R(t) les rayons vecteurs des 2 mobiles. F est l'accélération du champ de gravitation au rayon ro(t).
La loi fondamentale
appliquée à S et So donne simplement :
S et So ayant même
accélération et même vitesse initiale, ont donc la même trajectoire à une
translation fixe près.
Ainsi, vu de la cabine,
l'astronautique et tout objet libre donne l'impression de "flotter"
dans cette cabine. Ceci par que les 2 objets "tombent" de la même
manière dans le champ de gravitation F.
REMARQUE : la réalité très fine est que si G
et Go sont décalés, le champ F n'est pas
exactement le même en ces deux points et donc au bout de plusieurs périodes
vous verriez l'astronaute se rapprocher des parois de la cabine.
On parlera donc d'un état
de microgravité. Etat qui intéresse beaucoup les industriels.
Voir article MICROGRAVITE.
Guiziou Robert novembre 2000, sept 2011
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