Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 17:55

hobb a écrit:Tiens, une expérience que tu peux faire : vas à contre sens sur l'autoroute, si tu vas suffisamment vite, la quantité de mouvement de toi + la voiture que tu vas te prendre sera nulle [par rapport au sol, mais c'est vrai qu'autant parler dans le flou, au stade où on en est...]. Avec exactement ton raisonnement, votre énergie est nulle, donc tu ne risques rien lors de la collision. Vas-y, au moins on saura qui a raison...

hobb a écrit:On peut même aller encore plus loin dans la bêtise de superflip : je lui tire une balle dessus, il existe forcément un référentiel Galiléen où la quantité de mouvement de lui + la balle est nulle, donc l'énergie est nulle, donc il ne risque rien. Comme quoi, des trucs idiots on peut en déduire à l'infini avec des principes de base idiots...

Ah je peux quand même répondre à ça car c'est une expérience de pensée intéressante.

Donc oui, il est exact que l'énergie cinétique du système moi+balle ou moi+voiture est nulle dans un certain référentiel : celui ou le centre de masse du système est immobile.
En passant, c'est un fait indubitable : c'est juste la définition de l'énergie cinétique. L'énergie cinétique dépend du référentiel et il existe toujours un référentiel ou celle ci est nulle.
Est-tu en train de prétendre que l'énergie cinétique est la même dans tous les référentiels ?

Je te propose une autre expérience, celle ou tu tires juste une balle, toute seule. Mettons il n'y a rien d'autre dans l'univers que la balle. L'énergie cinétique de celle ci dépend clairement du référentiel, non ? Dans un référentiel où elle est immobile, l'énergie cinétique est nulle.

Mais attends, il y a un piège. Après tout, cette balle est constituée de particules qui vibrent dans tous les sens, et chaque particule isolément possède une énergie cinétique. Donc d'après ton raisonnement, si l'énergie cinétique de la balle était vraiment la somme des énergies cinétiques de ses constituants, ce que tu sembles vouloir dire si on fait l'effort d'essayer de comprendre ou tu veux en venir, on devrait alors en conclure que cette balle a une énorme énergie cinétique, même dans un référentiel où elle est au repos ?

Alors mon cher hobb, la balle au repos a-t-elle une énergie cinétique nulle ou non nulle ? Réfléchis bien avant de répondre.

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 18:01

stupeflip666 a écrit:
Donc oui, il est exact que l'énergie cinétique du système moi+balle ou moi+voiture est nulle dans un certain référentiel : celui ou le centre de masse du système est immobile.

Tout à fait.

stupeflip666 a écrit:
En passant, c'est un fait indubitable : c'est juste la définition de l'énergie cinétique. L'énergie cinétique dépend du référentiel et il existe toujours un référentiel ou celle ci est nulle.

Tout à fait.

stupeflip666 a écrit:
Est-tu en train de prétendre que l'énergie cinétique est la même dans tous les référentiels ?

Je n'ai jamais prétendu ça.

stupeflip666 a écrit:
Je te propose une autre expérience, celle ou tu tires juste une balle, toute seule. Mettons il n'y a rien d'autre dans l'univers que la balle. L'énergie cinétique de celle ci dépend clairement du référentiel, non ? Dans un référentiel où elle est immobile, l'énergie cinétique est nulle.

Oui.

stupeflip666 a écrit:
Mais attends, il y a un piège. Après tout, cette balle est constituée de particules qui vibrent dans tous les sens, et chaque particule isolément possède une énergie cinétique. Donc d'après ton raisonnement, si l'énergie cinétique de la balle était vraiment la somme des énergies cinétiques de ses constituants, ce que tu sembles vouloir dire si on fait l'effort d'essayer de comprendre ou tu veux en venir, on devrait alors en conclure que cette balle a une énorme énergie cinétique, même dans un référentiel où elle est au repos ?

C'est ce qu'on appelle la température, mais c'est un autre sujet.

stupeflip666 a écrit:
Alors mon cher hobb, la balle au repos a-t-elle une énergie cinétique nulle ou non nulle ? Réfléchis bien avant de répondre.

Elle a une énergie cinétique nulle et une énergie totale non nulle (ce que l'on appelle l'énergie interne, et dont la définition est exactement celle que tu dit : les fluctuation d'énergie cinétique autour de l'équilibre, ce qui est la définition de la température, et ce qui fait partie de l'énergie interne).

EDIT : encore un autre sujet d'incompréhension, la confusion systématique de l'énergie cinétique et de l'énergie totale. Dans E² = m²c4 + p²c², E c'est l'énergie TOTALE du système, pas cinétique.


Dernière édition par hobb le Mar 16 Aoû 2016, 18:03, édité 2 fois

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Ardel le Mar 16 Aoû 2016, 18:02

Je conçois (assez bien) l'énervement que peut susciter des incompréhensions telles que ci-dessus, mais s'il pouvait se traduire autrement que par des "débile", "bêtises" et autres "prétentions" (par exemple en allant souffler avant de répondre / autre technique qui vous semble plus appropriée), le débat n'en serait que plus plaisant.

Et à titre personnel, je le trouve très intéressant ; merci à tous, ceux qui posent des questions et ceux qui prennent le temps d'y répondre Smile
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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 18:12

EDIT je viens de comprendre un autre sujet d'incompréhension. Si on a deux trucs dont la quantité de mouvement totale est nulle, l'énergie cinétique peut l'etre (dépendant du référentiel), mais l'énergie totale non. Dans ce cas on peut considérer la somme des énergies locales comme l'énergie interne (c'est l'analogie avec la température de tout à l'heure qui m'a fait percuter).

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 18:13

Eh bien je crois qu'on va peut-être finir par y arriver, car là, les contradictions de ton système de pensée commencent à devenir très claires, mais pour l'instant je n'ai pas le courage de continuer sur ça. Enfin juste en un mot, mais je préciserais surement plus tard : il n'y a pas de différence ou la balle qui a une énergie cinétique nulle mais dont les constituants bougent et ont une énergie cinétique non nulle, et ton exemple avec le système de des deux voiture qui rentrent en collision, qui a une énergie cinétique nulle, mais dont les constituants (chaque voiture) a une énergie cinétique non nulle.

Mais juste un truc, dans la formule : E² = m²c4 + p²c²
Es-tu d'accord que le terme p²c² représente l'énergie cinétique du système et le terme m²c4 l'énergie de masse (ou énergie interne) ?

hobb a écrit:
stupeflip666 a écrit:
Donc oui, il est exact que l'énergie cinétique du système moi+balle ou moi+voiture est nulle dans un certain référentiel : celui ou le centre de masse du système est immobile.

Tout à fait.

stupeflip666 a écrit:
En passant, c'est un fait indubitable : c'est juste la définition de l'énergie cinétique. L'énergie cinétique dépend du référentiel et il existe toujours un référentiel ou celle ci est nulle.

Tout à fait.

stupeflip666 a écrit:
Est-tu en train de prétendre que l'énergie cinétique est la même dans tous les référentiels ?

Je n'ai jamais prétendu ça.

stupeflip666 a écrit:
Je te propose une autre expérience, celle ou tu tires juste une balle, toute seule. Mettons il n'y a rien d'autre dans l'univers que la balle. L'énergie cinétique de celle ci dépend clairement du référentiel, non ? Dans un référentiel où elle est immobile, l'énergie cinétique est nulle.

Oui.

stupeflip666 a écrit:
Mais attends, il y a un piège. Après tout, cette balle est constituée de particules qui vibrent dans tous les sens, et chaque particule isolément possède une énergie cinétique. Donc d'après ton raisonnement, si l'énergie cinétique de la balle était vraiment la somme des énergies cinétiques de ses constituants, ce que tu sembles vouloir dire si on fait l'effort d'essayer de comprendre ou tu veux en venir, on devrait alors en conclure que cette balle a une énorme énergie cinétique, même dans un référentiel où elle est au repos ?

C'est ce qu'on appelle la température, mais c'est un autre sujet.

stupeflip666 a écrit:
Alors mon cher hobb, la balle au repos a-t-elle une énergie cinétique nulle ou non nulle ? Réfléchis bien avant de répondre.

Elle a une énergie cinétique nulle et une énergie totale non nulle (ce que l'on appelle l'énergie interne, et dont la définition est exactement celle que tu dit : les fluctuation d'énergie cinétique autour de l'équilibre, ce qui est la définition de la température, et ce qui fait partie de l'énergie interne).

EDIT : encore un autre sujet d'incompréhension, la confusion systématique de l'énergie cinétique et de l'énergie totale. Dans E² = m²c4 + p²c², E c'est l'énergie TOTALE du système, pas cinétique.

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 18:15

hobb a écrit:EDIT je viens de comprendre un autre sujet d'incompréhension. Si on a deux trucs dont la quantité de mouvement totale est nulle, l'énergie cinétique peut l'etre (dépendant du référentiel), mais l'énergie totale non. Dans ce cas on peut considérer la somme des énergies locales comme l'énergie interne (c'est l'analogie avec la température de tout à l'heure qui m'a fait percuter).

Ah ça y'est, tu commences à comprendre !
ça a été long, mais on va y arriver !

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 18:19

stupeflip666 a écrit:Eh bien je crois qu'on va peut-être finir par y arriver, car là, les contradictions de ton système de pensée commencent à devenir très claires, mais pour l'instant je n'ai pas le courage de continuer sur ça. Enfin juste en un mot, mais je préciserais surement plus tard : il n'y a pas de différence ou la balle qui a une énergie cinétique nulle mais dont les constituants bougent et ont une énergie cinétique non nulle, et ton exemple avec le système de des deux voiture qui rentrent en collision, qui a une énergie cinétique nulle, mais dont les constituants (chaque voiture) a une énergie cinétique non nulle.

Si, l'énergie interne (qui fait partie de l'énergie totale), et qui est justement du à la différence entre ta somme des p² et (somme des p)². Définition de l'écart type => définition de la température => définition de l'énergie interne.

stupeflip666 a écrit:Mais juste un truc, dans la formule : E² = m²c4 + p²c²
Es-tu d'accord que le terme p²c² représente l'énergie cinétique du système et le terme m²c4 l'énergie de masse (ou énergie interne) ?

Non, l'énergie de masse, ce n'est pas une énergie interne. Et l'énergie cinétique ce n'est pas p²c² mais (gamma-1)m0c².

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Stauk le Mar 16 Aoû 2016, 18:22

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_cin%C3%A9tique#En_m.C3.A9canique_relativiste
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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 18:23

Donc reprenons, quelle est l'énergie cinétique d'un système composé deux voitures sur une trajectoire de collision ?
avec p1=-p2 et p=p1+p2=0 ?

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Stauk le Mar 16 Aoû 2016, 18:30

stupeflip666 a écrit:Donc reprenons, quelle est l'énergie cinétique d'un système composé deux voitures sur une trajectoire de collision ?
avec p1=-p2 et p=p1+p2=0 ?
Dans quel référentiel ?
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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 18:30

Dans le référentiel ou p=0

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 18:32

EDIT aux modos : ça serait cool d'avoir latex, au moins dans cette partie du forum, franchement les équations c'est vite imbuvable...

Bref, l'énergie TOTALE, c'est Et = 1/2 p1²/m + 1/2 p2²/m = 1/2 p1²/m + 1/2 (-p1)²/m = p1² / m > 0
L'énergie CINETIQUE du système, c'est Ec = 1/2 (p1 + p2)²/m = 0 (si le référentiel suit le barycentre).

L'erreur que tu fait, c'est de dire que l'énergie TOTALE c'est égal à l'énergie cinétique. L'erreur effectuée dans ce cas, c'est exactement l'écart type de l'énergie cinétique, et c'est l'énergie interne (justement).

Point de contradiction dans mon raisonnement...

EDIT : parce que j'attends la suite : ici je parle bien dans le contexte Newtonien, pas relativiste, en RG ça commencerait vite à prendre quelques pages de développement.

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Stauk le Mar 16 Aoû 2016, 18:39

Résumé des différentes énergies, avec leurs expressions.

http://owl-ge.ch/ressources/physique-4e-annee/article/energie-totale-energie-cinetique-et-energie-de-masse
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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 18:43

Et pour faire le lien avec énergie interne / énergie cinétique et température, un peu de physique stat et de thermo expliquerait tout ça de manière assez fun, mais je pense qu'on partirait en HS assez vite (en gros : vitesse moyenne d'un gaz == somme des quantités de mouvements de chaque molécule. Somme de (vitesse de chaque molécule - vitesse moyenne)² c'est la température (à la constante de Boltzman près)). L'énergie totale d'un fluide c'est énergie due à la température (== interne) + énergie cinétique de la vitesse moyenne de toutes les molécules. Bref, ça mériterait un fil entier mais c'est franchement fun.

Bref, restons dans le sujet.

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 18:47

hobb a écrit:EDIT aux modos : ça serait cool d'avoir latex, au moins dans cette partie du forum, franchement les équations c'est vite imbuvable...

Bref, l'énergie TOTALE, c'est Et = 1/2 p1²/m + 1/2 p2²/m = 1/2  p1²/m + 1/2 (-p1)²/m = p1² / m > 0
L'énergie CINETIQUE du système, c'est Ec = 1/2 (p1 + p2)²/m = 0 (si le référentiel suit le barycentre).

L'erreur que tu fait, c'est de dire que l'énergie TOTALE c'est égal à l'énergie cinétique. L'erreur effectuée dans ce cas, c'est exactement l'écart type de l'énergie cinétique, et c'est l'énergie interne (justement).

Point de contradiction dans mon raisonnement...

EDIT : parce que j'attends la suite : ici je parle bien dans le contexte Newtonien, pas relativiste, en RG ça commencerait vite à prendre quelques pages de développement.

Ouep on est d'accord là dessus, c'est déjà un bon début. Mais un peu la flemme de continuer là tout de suite.
On est d'accord dans le cas newtonien, c'est déjà pas mal...

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 18:48

Ben en relativiste, t'as un p²c² du au rayonnement qu'on n'a pas en Newtonien, ce qui explique toute la précédente discussion ("petit" détail : pour des photons il n'existe pas de référentiel dans lequel ils ont une vitesse nulle, ni pour leur "barycentre").

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 19:21

Bon reprenons du début. On va bien clarifier les choses. On a notre boîte.
Tu dis que, après explosion :

La masse M a diminué.
La masse inertielle Mi n'a pas changé.
La masse grave Mg a diminué.

Est-ce que j'ai bien résumé ton point de vue ?

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 21:07

Au point de vue Newtonien, ça donnerai :

La masse [totale = grave] a changé.
La masse grave a diminué.
La masse inertielle [ = totale = grave] a changé.

Au point de vue relativiste :

La masse apparente n'a pas changé.
La masse grave a diminué.
La masse inertielle n'a pas changé.


A confirmer, j'ai un peu bu (enfin à priori c'est exactement ça)...

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 21:22

hobb a écrit:Au point de vue Newtonien, ça donnerai :

La masse [totale = grave] a changé.
La masse grave a diminué.
La masse inertielle [ = totale = grave] a changé.

Au point de vue relativiste :

La masse apparente n'a pas changé.
La masse grave a diminué.
La masse inertielle n'a pas changé.


A confirmer, j'ai un peu bu (enfin à priori c'est exactement ça)...

Je m'intéresse au cas relativiste maintenant.
2 questions :
Et la masse "tout court" ?
Qu'appelles tu masse apparente ? Quelle différence avec la masse inertielle ?

Sinon je résume encore :
mA => constant
mG => diminué
mI => constant
m => ?

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 21:29

la masse "tout" court, ça ne veut rien dire.

La masse inertielle, c'est celle qui - si tu mesure l'accélération qu'elle subit avec une force connue - est déduite de l'évolution de cette accélération, sans interaction extérieure.
A ne pas confondre avec apparente, qui peut avoir des interactions extérieures (interaction fluide-structure par exemple, ou le système : la structure, possède une masse connue, mais réagit différemment du fait de l'interaction d'un système extérieur (le fluide) avec lui. C'est le cas par exemple pour une boite avec un ressort : la masse inertielle sera identique, la masse apparente non.

Pour le résumé, c'est à dire (dans quel cadre ? "réel" (~ RG)? Newtonien ?) ?

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Stauk le Mar 16 Aoû 2016, 21:34

masse inertielle (différent de) masse grave ??

https://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_d'%C3%A9quivalence


Le principe d'équivalence faible dit que la masse inertielle et la masse gravifique sont égales quel que soit le corps (en fait il s'agit de leur proportionnalité, mais de cela on déduit qu'avec un bon choix d'unités de mesures, on obtient leur égalité).


Le principe d'équivalence fort généralise le principe d'Einstein en affirmant que, localement, les effets d'un champ gravitationnel sur toute expérience, même portant sur la gravitation elle-même (comme l'expérience de Cavendish par exemple), sont identiques aux effets d'une accélération du référentiel de l'observateur.

Il est équivalent de considérer qu'en tout point de l'espace il existe un référentiel localement inertiel, le référentiel en chute libre dans le champ de gravitation (et en l'absence de tout autre champ extérieur), qu'aucune expérience (gravitationnelle ou non) ne peut distinguer d'un référentiel non soumis à la gravitation.

Je ne vois pas bien où est votre débat.
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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 21:35

J'ai dis et je répète que je me place dans un cadre relativiste.

Dans la formule : E² = m²c4 + p²c²
le "m" correspond à quelle masse ?

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 21:38

Stauk a écrit:masse inertielle (différent de) masse grave ??

https://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_d'%C3%A9quivalence


Le principe d'équivalence faible dit que la masse inertielle et la masse gravifique sont égales quel que soit le corps (en fait il s'agit de leur proportionnalité, mais de cela on déduit qu'avec un bon choix d'unités de mesures, on obtient leur égalité).


Le principe d'équivalence fort généralise le principe d'Einstein en affirmant que, localement, les effets d'un champ gravitationnel sur toute expérience, même portant sur la gravitation elle-même (comme l'expérience de Cavendish par exemple), sont identiques aux effets d'une accélération du référentiel de l'observateur.

Il est équivalent de considérer qu'en tout point de l'espace il existe un référentiel localement inertiel, le référentiel en chute libre dans le champ de gravitation (et en l'absence de tout autre champ extérieur), qu'aucune expérience (gravitationnelle ou non) ne peut distinguer d'un référentiel non soumis à la gravitation.

Je ne vois pas bien où est votre débat.

Je ne sais pas si on peut parler d'un débat. J'essaye juste de faire admettre à hobb que forcément mI=mG comme le stipule le principe d'équivalence que tu as fort justement cité. Mais apparemment, ça bloque.

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Invité le Mar 16 Aoû 2016, 21:43

Pour la masse grave et inertielle, c'est un principe avérée dans le cas où le système ne contient pas de rayonnement significatif. Le fait qu'un rayonnement appartienne au sysème (boite fermée avec un rayonnement interne et ne s'en échappant pas), dans ce cas l'"accélération" (notez bien les guillemets) du rayonnement part en énergie interne et hors interaction gravitationnelle (elle est indépendante de l'énergie des photons).

Si on prend E = mc² et F = ma, alors la masse [grave en relativiste et inertielle en Newtonien respectivement] mesurée est exactement la meme (à très peu près, c.f. l'experience Plank si je ne dis pas de betises). Maintenant un rayonnement qui intervient dans le système, ce n'est évidement pas E = mc² mais l'équation "complète", i.e. E² = m²c4 + p²c², et dans ce cas la masse inertielle n'est plus égale à la masse grave. C'est un cas qui entre dans ce modèle, mais dont les mesures sont au premier abord assez disparates.

stupeflip666 a écrit:
Je ne sais pas si on peut parler d'un débat. J'essaye juste de faire admettre à hobb que forcément mI=mG comme le stipule le principe d'équivalence que tu as fort justement cité. Mais apparemment, ça bloque.

Oui, le modèle hors rayonnement est d'accord avec toi, si tu rajoutes un rayonnement, le terme en p²c² n'est plus du tout nul, et il faut le prendre en compte (et on retombe sur ce que j'ai dit).

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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par Stauk le Mar 16 Aoû 2016, 21:47

@Hobb : je ne demande qu'à te croire sur parole ... mais est ce que tu aurais des sources pour soutenir l'aspect contextuel du principe d'équivalence ?
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Re: Conservation de la masse et explosions nucléaires dans une boîte

Message par stupeflip666 le Mar 16 Aoû 2016, 21:49

Stauk a écrit:@Hobb : je ne demande qu'à te croire sur parole ... mais est ce que tu aurais des sources pour soutenir l'aspect contextuel du principe d'équivalence ?
+1

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