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31117116
authored
May 28, 2025
by
Claude Meny
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31117116
...
...
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##### Un ESPACE-TEMPS, de la MATIÈRE-ÉNERGIE
<br>
RÉSUMÉ
: ---
*Cadre de la relativité restreinte*
:
__La scène :__
Un espace-temps minskovskien,
$
`\Longrightarrow`
$ un invariant : l'intervalle $
`s_{AB}`
$ (équivalent à une distance spatio-temporelle) entre deux évènements $
`A`
$ et $
`B`
$.
$
`\Longrightarrow`
$ il existe des systèmes de coordonnées de Minkovsky $
`(O,x,y,z,t)`
$ tels que
par définition $
`s_{AB}=\big[c^2(t_B-t_A)^2-(x_B-x_A)^2-(y_B-y_A)^2`
$
$
`\,-\,(z_B-z_A)^2\big]^{1/2}`
$
__Les acteurs :__
\-
Des évènements repérés par leurs coordonnées spatio-temporelles $
`(x,y,z,t)`
$,
\-
Des corps matériels localisés, dont les mouvements sont caractérisés par leurs lignes d'univers.
*conséquence*
:
$
`\Delta x^2-\Delta y^2-\Delta z^2\le c^2\Delta t^2`
$
$
`\Longrightarrow`
$ c est une vitesse limite infranchissable :
c est une constante fondamentale de la nature.
*Écriture d'un référentiel $`\mathscr{R}`$*
:
$
`\mathscr{R}(O,x,y,z,t)`
$ où $
`(O,x,y,z)`
$ est un système de coordonnées de Minkovsky, immobile dans $
`\mathscr{R}`
$
*Référentiel galiléen ou d'inertie*
:
$
`\Longleftrightarrow`
$ un corps isolé est immobile ou animé d'un mouvement rectiligne uniforme, soit (équivalent)
dont la ligne d'univers représentée dans un système d'axe de Minkovski est une droite.
*Lois de transformation de Lorentz*
:
Soient un référentiel galiléen $
`\mathscr{R}(O,x,y,z,t)`
$ et un référentiel $
`\mathscr{R}(O',x',y',z',t')'`
$
en translation rectiligne selon $
`Ox`
$ et uniforme à la vitesse $
`V`
$ par rapport à $
`\mathscr{R}`
$.
$
`\mathscr{R}`
$ et $
`\mathscr{R}'`
$ ont :
\-
une même origine des temps et même unité de mesure des temps $
`\Longrightarrow\;t=t'`
$
\-
une même origine de l'espace à $
`t=t'=0`
$
$
`\quad\Longrightarrow\;O(t=0)=O'(t=0)`
$.
\-
une même unité de mesure des longueurs.
\-
systèmes de coordonnées cartésiennes vérifient
$
`O'x'\parallel Ox\;,\,O'y'\parallel Oy\;,\,O'z'\parallel Oz`
$
Alors pour tout corps de position $
`(x,y,z)`
$ et de vitesse
$
`(\mathscr{v}_x,\mathscr{v}_y,\mathscr{v}_z)`
$
à tout instant $
`t`
$ dans $
`\mathscr{R}`
$ :
__Transformation des positions__:
$
`ct'=\gamma\,(ct'-\beta x')`
$
$
`x'=\gamma\,(\beta c t'+ x')\;,\,y'=y\;,\;z'=z`
$
avec :
\-
$
`\gamma=(1-V^2/c^2)`
$ facteur de Lorentz (dilatation du temps, contraction des longueurs)
\-
$
`\beta=V/c`
$ vitesse normalisée à la vitesse $
`c=1`
$
__Transformation des vitesses__:
$
`\mathscr{v}_x'=\dfrac{\mathscr{v}_x - \beta c}{1-\beta \mathscr{v}_x/c}`
$
$
`\;,\;\mathscr{v}_y'=\dfrac{\mathscr{v}_y}{\gamma\,(1-\beta \mathscr{v}_x/c})`
$
$
`\;,\;\mathscr{v}_z'=\dfrac{\mathscr{v}_z}{\gamma\,(1-\beta \mathscr{v}_x/c})`
$
__Transformation des accélérations__:
à faire
##### Suite
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