Quelque fois en physique il suffit d'imaginer une expérience sans avoir besoins de la réaliser pour démontrer qu'une idée est fausse ou saisir les concepts d'une théorie.
Je vous propose ici de recenser toutes les expériences de pensée que vous trouvez intéressantes.
Je commence avec un petit exemple simple bien connu :
Il est tentant de croire qu'un objet ayant une masse plus importante qu'un autre et soumis à la gravité tombera plus vite (en chute libre) que l'objet de masse moindre.
Imaginons alors que nous attachons l'objet le plus massif et l'objet moins massif. On est alors face à un paradoxe :
D'un côté on imagine l'objet le plus massif tomber plus rapidement et tirer l'objet moins massif, qui du coup le ralenti. Le système tomberait donc à une vitesse intermédiaire.
D'un autre côté, les deux objets liés entre eux forment un système encore plus massif, et devrait donc tomber encore plus rapidement.
La réponse à ce paradoxe étant simple, l'accélération subit par un objet en chute libre ne dépend pas de sa masse (en négligeant l'interaction que la masse de cet objet pourrait avoir sur la source de gravité ^^).
Maintenant c'est à vous...

Salut,
J'ai beau y réfléchir, j'en trouve pas. Tu as d'autres exemples?

Citation : mac.aque

Quelque fois en physique il suffit d'imaginer une expérience sans avoir besoins de la réaliser pour démontrer qu'une idée est fausse ou saisir les concepts d'une théorie.
Je vous propose ici de recenser toutes les expériences de pensée que vous trouvez intéressantes.
Je commence avec un petit exemple simple bien connu :
Il est tentant de croire qu'un objet ayant une masse plus importante qu'un autre et soumis à la gravité tombera plus vite (en chute libre) que l'objet de masse moindre.
Imaginons alors que nous attachons l'objet le plus massif et l'objet moins massif. On est alors face à un paradoxe :
D'un côté on imagine l'objet le plus massif tomber plus rapidement et tirer l'objet moins massif, qui du coup le ralenti. Le système tomberait donc à une vitesse intermédiaire.
D'un autre côté, les deux objets liés entre eux forment un système encore plus massif, et devrait donc tomber encore plus rapidement.
La réponse à ce paradoxe étant simple, l'accélération subit par un objet en chute libre ne dépend pas de sa masse (en négligeant l'interaction que la masse de cet objet pourrait avoir sur la source de gravité ^^).
Maintenant c'est à vous...

Personnellement, j'imagine très bien le parachute (objet moins massif) qui retient le parachutiste (objet plus massif). Ce n'est pas un bon exemple intuitif.

En expérience de pensée classique, il y en a plusieurs faite par Einstein sur la relativité, je les trouve pertinante à chaque fois qu'on me les expose et explique, mais j'arrive pas à les retenir et encore moins à les rééxpliquer correctement. Cependant si quelqu'un en connait quelques unes, ca pourrait faire de bon exemple je pense.

Le vaisseau A se déplace à une vitesse de 0.99c.
Le vaisseau B se déplace également à 0.99c.

Les deux vaisseaux foncent l'un sur l'autre. Donc, le vaisseau A doit voir le vaisseau B se rapprocher à une vitesse plus élevée que c.

Cette affirmation est-elle vraie ?

Citation : Freedom

En expérience de pensée classique, il y en a plusieurs faite par Einstein sur la relativité, je les trouve pertinante à chaque fois qu'on me les expose et explique, mais j'arrive pas à les retenir et encore moins à les rééxpliquer correctement. Cependant si quelqu'un en connait quelques unes, ca pourrait faire de bon exemple je pense.

Je peux te retrouver ça ce soir. J'ai l'auto-biographie d'Einstein chez moi, il y décrit tout ça.
(Un très bon choix de livre, à portée de tous en plus!)

Citation : Achrome

Le vaisseau A se déplace à une vitesse de 0.99c.
Le vaisseau B se déplace également à 0.99c.

Les deux vaisseaux foncent l'un sur l'autre. Donc, le vaisseau A doit voir le vaisseau B se rapprocher à une vitesse plus élevée que c.

Cette affirmation est-elle vraie ?

Ça c'est pas vraiment une expérience de pensée, plus une question sur la compréhension de la relativité restreinte.

En expérience de pensée sur la relativité, on peut retrouvé le fameux train avec une lumière et un miroir pour démontrer que le temps n'est pas universel et constant. (et il est vrai qu'einstein en a pondu pas mal d'autre tout au long de sa vie)

Sinon dans les classiques il y a le chat de schroedinger.

On peut surement en trouver pas mal du coté de feinman en cherchant je suppose.

Chat de Schrödinger
L'expérience permet de comprendre le concepte de mécanique quantique

Citation

Wikipédia

Un chat est enfermé dans une boîte fermée avec un dispositif qui tue l'animal dès qu'il détecte la désintégration d'un atome d'un corps radioactif.
Les probabilités indiquent qu'une désintégration a une chance sur deux d'avoir eu lieu au bout d'une minute, la mécanique quantique indique que, tant que l'observation n'est pas faite, l'atome est simultanément dans deux états (intact/désintégré). Or le mécanisme imaginé par Erwin Schrödinger lie l'état du chat (mort ou vivant) à l'état des particules radioactives, de sorte que le chat serait simultanément dans deux états (l'état mort et l'état vivant), jusqu'à ce que l'ouverture de la boîte (l'observation) déclenche le choix entre les deux états. Du coup, on ne peut absolument pas dire si le chat est mort ou non au bout d'une minute.

La difficulté principale tient donc dans le fait que si l'on est généralement prêt à accepter ce genre de situation pour une particule, l'esprit refuse d'accepter facilement une situation qui semble aussi peu naturelle quand il s'agit d'un sujet plus familier comme un chat.

oui désolé j'ai pas détaillé, le chat de Schroedinger permet d'appréhender le concept de superposition d''état en mécanique quantique.

Pour ce qui est du train d'Einstein (il en a fait plein de version pour expliquer un peu tous les aspects de la relativité restreinte, voila la version pour montrer que le temps est relatif:

Citation

Un train est muni d'un dispositif émettant un photon attaché au toit du train (il envoi ses photons vers le bas), et un miroir posé sur le sol du train réfléchissant les photons envoyé par le dispositif.
Ceci nous permet de mesurer le temps que met un photon pour faire un aller retour toit-sol du train.
A l'arrêt tout va bien, maintenant le train se déplace à un vitesse élevée.
Un voyageur le long du quai voit les photons faire un trajet plus grand (ça fait un triangle au lieu d'un simple aller-retour vertical pour quelqu'un étant dans le train), pourtant le photon met le même temps à parcourir un trajet plus long.
Le temps n'est donc pas le même pour quelqu'un en mouvement avec le train que pour quelqu'un le long du quai (le temps s'écoule moins vite à l'intérieur du train)

Bon je ne m'en rappelle plus exactement mais je vais reprendre l'idée du problème de train et de lumière pour appréhender les principes de la relativité.
Selon les lois de la mécanique classique, si je promène à 5km/h dans un train qui roule à 100km/h par rapport au sol, alors je me déplace à 105km/h par rapport au sol.
Il semble que l'on puisse en déduire qu'un rayon de lumière émis à l'intérieure du train et ce déplaçant à la vitesse de la lumière c à l'intérieure de celui-ci, se déplace donc à la vitesse c+100km/h par rapport au sol.
Ainsi la vitesse de la lumière ne serait donc pas absolu puisqu'elle dépendrait du référentiel où elle est observée.
Seulement cela va à l'encontre des observations scientifiques qui ont pu être faites.

Partons donc du principe que la vitesse de la lumière est la même observée dans le référentiel train et dans le référentiel sol, et considérons un rayon lumineux qui entre à l'avant du train quand le train l'avant du train passe au niveau d'un poteau A et ressort à l'arrière de celui-ci quand l'arrière du train passe au niveau d'un poteau B.
Pour simplifier la compréhension, disons que la vitesse de la lumière "c" est égale à 60m/s, que le train mesure 180m et se déplace à 30m/s.

Dans le référentiel sol, au bout de 2s, le rayon lumineux à parcouru 2*60=120m, comme le train a avancé de 60m, le rayon lumineux a atteint l'arrière du train à ce moment là (180=120+60), et le poteau B est donc distant de 120m du poteau A.
Mais dans le référentiel train, le rayon lumineux doit mettre 3 secondes pour parcourir les 180m du train (180/60=3). Donc quand le rayon lumineux sort du train cela fait déjà 1 seconde que l'arrière du train a dépassé le poteau B, nous avons un paradoxe.
Mais là Einstein intervient et nous propose une solution. Le temps passe plus rapidement pour un observateur situé à l'intérieur de celui-ci. Une horloge placée dans le train aura mesurée 3s au moment où le rayon lumineux atteint la fin de celui-ci, alors qu'une horloge au sol n'aura mesurée que 2s. Ainsi le rayon lumineux peut atteindre la fin du train au même emplacement dans les deux référentiels.

Mais cela conduit à un autre paradoxe :

Dans le référentiel train, au moment où le rayon lumineux atteint la fin du train, il s'est passé 3s :
le train a donc avancé 3*30=90m. Comme le train mesure 180m, le poteau B serait donc distant de 180-90=90m du poteau A, alors que l'on a vu qu'il était distant de 120m dans le référentiel sol.
Mais là encore Einstein propose une solution , les distances se contractent dans le référentiel train "la mesure de la longueur d'un objet en mouvement est diminuée par rapport à la mesure faite dans le référentiel où l'objet est immobile". Ici comme les poteaux sont en mouvement dans le référentiel train, la mesure de la distance qui les sépare est plus courte que dans le référentiel sol où ils sont immobiles.

Rq : nous avons négligé la contraction de la mesure du train dans le référentiel sol (nous n'avons d'ailleurs pas donné le référentiel de mesure du train mais cela n'avait pas encore de sens au début de notre raisonnement).

juste une petite correction, pour ce qui est des horloges, c'est l'inverse, une horloge en mouvement ralentit par rapport à une homologue fixe.(voir paradoxe des jumeaux de langevin)

Oui, j'ai du me tromper quelques part, sans doute un peu trop vite négligé la contraction de la longueur du train.
Pas envie de reprendre maintenant, on verra un autre jour ^^.
[edit] où peut être qu'en fait dans mon raisonnement, c'est plutôt le sol qui est en mouvement par rapport au train, j'ai pas été très clair[/edit]