Lorsque vous laissez tomber deux balles, tombent-elles en même temps même si elles sont de poids différents ?

S'il n'y a pas de résistance de l'air, le taux de descente dépend uniquement de la hauteur de chute de l'objet, peu importe son poids. Cela signifie que deux objets atteindront le sol en même temps s'ils sont lâchés simultanément de la même hauteur. Cette affirmation découle de la loi de conservation de l'énergie et a été démontrée expérimentalement en laissant tomber une plume et une boule de plomb dans un tube sans air. Lorsque la résistance de l'air joue un rôle, la forme de l'objet devient importante. Dans l'air, une plume et une balle ne tombent pas au même rythme. Dans le cas d'un stylo et d'une boule de bowling, la résistance de l'air est faible par rapport à la force de gravité qui les tire vers le sol. Par conséquent,si vous laissez tomber un stylo et une boule de bowling, vous ne pourrez probablement pas dire lequel des deux a atteint le sol en premier, à moins que vous ne les laissiez tomber d'une tour très très haute. La réponse ci-dessus est parfaitement correcte, mais c'est une question qui confond beaucoup de gens, et ils ne sont guère satisfaits par les réponses de nous, physiciens sûrs d'eux. Il y a une bonne explication qui satisfait tout le monde -- qui n'appartient pas à moi, mais à un scientifique célèbre mais je ne sais plus qui (Galileo ?) ; et je pense que ce serait bien de l'avoir ici. (L'argument n'a rien à voir avec la résistance de l'air, il est supposé être absent. La réponse du Dr Michael Ewart répond déjà à cette partie.) L'argument est le suivant : Supposons que nous ayons une balle de 10 kg et une balle de 1 kg. Supposons que la balle de 10 kg tombe plus vite que la balle de 1 kg, car elle est plus lourde. Maintenant,attachons les deux boules ensemble. Que se passera-t-il alors ? L'objet combiné tombera-t-il plus lentement, puisque la balle de 1 kg retiendra la balle de 10 kg ? Ou la combinaison tombera-t-elle plus vite, puisqu'il s'agit désormais d'un objet de 11kg ? Étant donné que les deux ne peuvent pas se produire, la seule possibilité est qu'ils chutent au même rythme en premier lieu. Cela semble extrêmement convaincant. Mais, je pense qu'il y a une légère erreur dans l'argument. Il ne mentionne rien sur la nature de la force impliquée, il semble donc que cela devrait fonctionner avec n'importe quel type de force ! Cependant, ce n'est pas tout à fait vrai. Si nous vivions dans un monde où la « chute » était due à des forces électriques et où les objets avaient des masses et des charges permanentes, les choses seraient différentes. Les choses sans charge ne tomberaient pas, quelle que soit leur masse. En fait, le taux de chute serait proportionnel à q/m,où q est la charge et m est la masse. Lorsque vous liez deux objets, 1 et 2, avec des charges q1, q2 et m1, m2, l'objet combiné chutera à un taux (q1+q2)/(m1+m2). En supposant que q1/m1 < q2/m2, ou que l'objet 2 tombe plus rapidement que l'objet un, l'objet combiné tombera à une vitesse intermédiaire (cela peut être montré facilement). Mais, il y a un autre point. Le « poids » d'un objet est la force qui agit sur lui. C'est juste proportionnel à q, la charge. Puisque ce qui compte pour le taux de chute est q/m, le poids n'aura aucune relation définie avec le taux de chute. En fait, vous pourriez avoir un objet de masse nulle avec une charge q, qui tombera infiniment vite, ou un objet de masse infinie avec une charge q, qui ne tombera pas du tout, mais ils « pèseront » le même ! Donc, en fait, l'argument original devrait être réduit à la déclaration suivante,ce qui est plus précis : si tous les objets qui ont le même poids tombent au même rythme, alors _tous_ les objets tomberont au même rythme, quel que soit leur poids. En termes mathématiques, cela revient à dire que si q1=q2 alors m1=m2 ou, q/m est le même pour tous les objets, ils tomberont tous au même rythme ! Dans l'ensemble, c'est un argument assez creux. Pour en revenir au cas de la gravité.. La force gravitationnelle est ( G est une constante, appelée constante de gravitation, M est la masse du corps attirant (ici, la terre), et m1 est la « masse gravitationnelle » de l'objet. ) Et la loi du mouvement de Newton est où m2 est la « masse inertielle » de l'objet, et a est l'accélération. Maintenant, en résolvant l'accélération, nous trouvons : qui est proportionnel à m1/m2, c'est-à-direLa masse gravitationnelle divisée par la masse inertielle. C'est notre ancien 'q/m' du boîtier électrique ! Maintenant, si et seulement si m1/m2 est une constante pour tous les objets, (cette constante peut être absorbée dans G, donc la question peut être réduite à m1=m2 pour tous les objets), ils chuteront tous au même rythme. Si ce rapport varie, alors nous n'aurons pas de relation définie entre le taux de chute et le poids. Donc, dans l'ensemble, nous sommes de retour à la case départ. Ce qui annule simplement les masses dans les équations, montrant ainsi qu'elles doivent chuter au même rythme. L'égalité des deux masses est une nécessité de la relativité générale, et y entre naturellement. De plus, les deux masses se sont avérées égales à une précision extrêmement bonne expérimentalement. La bonne réponse à la question « pourquoi des objets de masses différentes tombent-ils à la même vitesse ? » est, 'parce que les masses gravitationnelles et inertielles sont égales pour tous les objets.' Alors, pourquoi l'argument semble-t-il si convaincant ? Puisque notre expérience quotidienne et notre intuition dictent que les choses qui pèsent le même, tombent au même rythme. Une fois que nous supposons cela, nous avons déjà implicitement supposé que la masse gravitationnelle est égale à la masse inertielle. (Wow, quelles choses on fait sans s'en apercevoir !). Le reste de l'argument suit facilement et naturellement...Le reste de l'argument suit facilement et naturellement...Le reste de l'argument suit facilement et naturellement...

Prenez un demi-dollar et un centime, déposez-les côte à côte. Ils toucheront le sol en même temps. Même pas dans le vide, cela tient car il n'y aura pas de frottement appréciable avec l'air sur ces objets minces et denses. Bien sûr, cela doit être sur une planète gravitationnelle et est dû à la constante de l'accélération d'un objet par gravité, 9,8 m/s².

Ils tombent absolument au même rythme, dans le vide.

Voici un article de la NASA. Vous pouvez également rechercher Galileo.
www.grc.nasa.gov

Quand ils tomberont, je pense que les plus lourds iront plus vite, les plus légers iront plus lentement. J'espère que cela t'aides. Si je n'ai pas répondu correctement, c'est à cause de la question, cela n'a pas de sens.
-jessica