[Physique] Le bus et le drone, deux questions de physique

[ZeroDay]

Je viens avec non seulement un, mais deux ! topics dans la section science.
Amateur de mouvement, ce topic vous plaira (probablement)
[Intro de malade]
L'autre jour, dans le bus, je pensais aux drones de mon lycée. Et puis j'ai réfléchi à quelques situations.
[/intro]

1) Je suis dans le bus. Il va à environ 90 km/h. J'ai un drone sur les genoux. Je le fais s'envoler et le mets dans l'allée centrale, et le laisse se stabiliser sans y toucher.
Que lui arrivera t'il ? S'écrasera t'il au fond du bus ? Gardera t'il la vitesse du bus, comme nous lorsque nous sautons à l'intérieur ? (si je ne me trompe pas)

2)Je suis dans le bus. Il est à l'arrêt. Je fais la même expérience, le véhicule toujours à l'arrêt. Soudainement, le bus démarre et monte rapidement à 90km/h.
Qu'arrivera t'il au drone ? Sera t'il de nouveau écrasé au fond du bus ?

3) Imaginons que j'ai un super drone qui puisse aller de 0 à 90 km/h en quelques millisecondes.
Je me tiens dans l'allée centrale, et démarre le drone, alors que le bus va à 90km/h. Que se passera t'il ? Les deux iront à la même vitesse ? Le drone va s'éclater sur le pare-brise du bus ?

Une fois ces trois questions répondues, on pourra garder le topic pour toutes les questions de ce genre, comme les forces centrifuges, et d'autres mouvements (je ne dirais pas d'autre nom ne connaissant pas leur orthographe ^^')

 

[luludatra]

Je me suis aussi toujours posé la question , j'attends des réponses.
C'est peut être en rapport avec une force d'inertie , mais je suis loin d'être un scientifique ^^'

 

[Braus à dents]

Tant qu'il n'y a pas d'accélération, ton drone ne bougera pas dans le bus. Mais si le bus accélère, il va s'approcher du fond du bus, un freinement brusque risque de le faire coller au pare-brise. C'est une question de référentiel, et d'équilibre des forces. C'est Newton tout ce bullshit

Et si tu le fait accélérer dans le bus, il va s'écraser contre le chauffeur, qui n'a rien demandé. Ordure.

 

[VENTUS_BRS]

Il faut savoir que ce seras pas aussi flagrant que ce que tu pense. C'est du au fait qu'il y moins de frottement avec l'air vue que tu lanceras ton drone dans le bus qui est clôt.
Lance la à l’extérieur et la oui tu verras un plus gros changement mais pas non plus de l'écart de 90 km/h car tout simplement te déplaçant toi même à 90 km/h (vue que tu fait partie du référentiel qui est le bus) ton drone auras donc une force appliqué qui diminueras dès l'instant ou tu le lâcheras.

Je ne me rappel plus des formule exacte mais l'idée est là.

Pour exemple, tu tire une voiture avec une autre. Les 2 ont les même poids. Tu roule à une vitesse constante et tu "lâche" l'autre voiture. Elle ne va pas s'arrêter instantanément. Elle va perdre de la vitesse petit à petit. Pour ton drone se seras pareil. Essaie de jongler sans bouger et dans un bus tu verras que si tu est dans le sens de marche du bus tu devras lancer les balles un peu en avant (j'ai tester).

 

[Spirit]

Pour la première question il vaut savoir ceci : le bus est-il dans un mouvement rectiligne et uniforme (vitesse constante) ? Si oui, on peut alors définir le bus comme référentiel galiléen, et on étudie le mouvement du drone dans le référentiel du bus et non dans le référentiel terrestre.
Il est TRÈS IMPORTANT que le référentiel du bus soit galiléen pour permettre nos calculs (niveau Terminale je parle, après je sais pas). Pour faire simple cela permet de ne pas avoir à prendre en compte les variations de mouvement du référentiel du bus. Dans ce cas-là, le drone suivra gentillement la trajectoire assignée ^^
Si le bus n'est pas dans un mouvement rectiligne et uniforme, je ne sais comment étudier le mouvement du drone. Je pense juste que si le bus décélère le drone va vers l'avant, et inversement : il s'agit juste d'une différence de vitesse due à l'accélération (négative ici) du bus.

Pour la deuxième question je ne sais comment te répondre avec rigueur. Voici ce que je pense logique, en considérant que le bus est dans un mouvement uniformément accéléré (l'accélération est constante). Si le drone possède la même accélération que le bus, il restera . C'est un peu comme si on changeait de dimension là : on passe des vitesses aux accélérations. Après dans ce cas-là il faut prendre en compte la masse de l'air dans le bus et son déplacement, importante. dans ce cas-là, je pense que l'accélération du drone doit commencer plus tôt pour compenser à chaque instant les frottements de l'air, et ainsi rester dans une position fixe. Sinon soit il recule dans le bus soit il avance si son accélération est trop grande. Après là je suis totalement dans la théorie, en pratique c'est quasiment impossible d'obtenir ceci.

Pour la troisième question, on sait bien qu'on est dans un référentiel galiléen à cause de la trajectoire rectiligne et uniforme du drone. Dans ce cas-là ce dernier se plantera dans la nuque du chauffeur 8D

 

[Spirit]

Mais c'est trop simple
Enfin ouais, dans mon esprit, c'est peut-être faux...

1) Le drone ne va bouger, il est à la vitesse du bus et n'a rien qui puisse le freiner étant donné que l'air intérieur bouge aussi en même temps.

2) Le drone va être projeté à l'arrière, comme quand on est scotché au siège avec une brusque accélération, en effet tous les éléments du bus sont liés et vont donc accélérer avec le bus, même s'il y aura donc une force qui va s'exercer dessus, cela n'aura pas d'effets grâce à la résistance des matériaux et le fait qu'ils soient accrochés entre eux, même s'ils "ressentent" donc la force d'accélération (comme nous) mais resterons en place (comme nous quand on est assis ou que l'on s'accroche à quelque chose). Par contre le drone lui, n'aura pas d’éléments pour se "retenir" et donc ne va pas obtenir une force d’accélération, il n'est pas relié à ce qui fait que le bus avance (ha le con!). Donc le drone se casse la gueule au fond du bus.

3) Le drone continuera à faire du surplace tant que le bus et le drone seront à une vitesse d'accélération identique, si le bus avance moins vite le drone va avancé dans l'allé, et le contraire si le bus va plus vite.

Voilà, il me semble que les résultats sont justes, mais les explications sont floues
En faite pour comprendre c'est plutôt simple, ce qui fait que tous les éléments du bus avancent (y compris nous) provient du fait que ces éléments sont reliés au système de propulsion du véhicule, en étant relié les éléments obtiennent de l'inertie transmissent par le moteur et donc de l'accélération. Mais le drone lui est indépendant à celui étant donné qu'il n'est pas relié, l'air par le fait qu'elle est contenu dans le bus suivra aussi le mouvement, mais n'offrira qu'une faible résistance...

Premier gras : c'est encore très inexact, l'air circule entre le bus et l'extérieur de façon faible mais non négligeable. Il faut aussi prendre en compte le poids de l'air, etc, mais approximativement parlant on est d'accord.

Second gras : je pinaille mais il faut encore une fois ne pas oublier le volume d'air déplacé qui influera de manière non négligeable sur le drone.

Troisième gras : ce que tu dis n'a aucun sens. On parle SOIT du vecteur vitesse SOIT du vecteur accélération. En aucun cas on ne peut mélanger les deux. Fais attention à l'avenir si tu vas en Terminale S (ou si tu y es), il faut être rigoureux :^)

Quatrième gras : on n'obtient pas d'accélération, celle-ci varie. Obtenir de l'inertie n'est pas très scientifique aussi, ni rigoureux ... ^^ Je sais que je pinaille encore mais les mots ont un sens et en sciences cela est encore plus vrai et important.

Je fais pas des critiques comme un prof à un élève (en plus je suis pas prof), j'essaye juste de t'aider à employer les bons termes et dieu sait comment c'est difficile et qu'on peut galérer. D'un point de vue raisonnement / intuition t'as tout compris, c'est bien le formuler qui est le plus important, et cela t'aidera beaucoup en sciences si tu y fais attention :>

 

[Spirit]

Oui bien sûr, je suis juste quelqu'un de pointilleux et en plein dedans