Cette correction correspond à l'énoncé actuel.
Il est conseillé de relire les précisions données
au début de l'exercice 1.
a) Rappel : . La relation entre g et s est donnée juste après avoir traité -a)
Refaisons les questions a),b),c) de l'exercice 4.
-a) En utilisant les nouvelles unités dans Rl
et en s'aidant des résolutions des exercices 4 et 5 ,
on trouve : (A6),
ce qui donne : (B6)
Exprimons (x",t") en fonction de (x',t') . Je rappelle que : , formules donnée dans l'exercice 1.
En s'aidant de ce rappel, on trouve que :
Déterminons le nombre g d'heures de Su (heures réelles) que contient une unité de Rl .
Pour cela, comme dans le complément de l'exercice 4 a), suivons
le cadran solaire qui se trouve en Or origine de Rl .
L'équation du mouvement de Or par rapport à Su
est x = vt .
Remplaçons, dans la seconde équations de (A6), x par
vt .
Nous obtenons: .
Prenons t"=1 ce qui donne pour t le g demandé, soit :
Si v = 0, on a g = s .
-b) L'équation horaire du mobile M dans Su est x = kt . En utilisant (B6) ,
on trouve que : , ce qui donne : (C6)
La vitesse k" de M dans Rl est alors : .
Les discussions se conduisent de manière analogue à celles
faite en b) dans l'exercice 4.
Il faudra de plus tenir compte du signe de s/u .
Donnons l'équation horaire de M dans Rl en
fonctions de k' , vitesse de M dans Sl .
En utilisant le fait que ,
ce qui donne ,
on trouve, en remplaçant dans (C6),
k par son expression en fonction de k', que :
-c) En procédant comme dans c) de l'exercice 4, on trouve que : , résultat indépendant de s, et identique à celui trouvé dans l'exercice 5.
L'expression de L" en fonction de L' est : , résultat également identique à celui de l'exercice 5.
b*) On a (A6)que l'on compare à : (L)
Pour que (A6) soit de type (L), il faut que : , et que .
Cas 1
.
Dans ce cas c n'existe pas, car d est une constante strictement positive
(d=3/5000).
Cas 2 .
On prend, ,
ce qui donne : .
On remarque que b existe et est non nul, si et seulement si vd <
1 , ce qui est réalisé si et seulement si 0<v<1/d .
Dans ce cas on trouve que : 0<v<c<1/d .
Puis on prend u = s = b. Lorsque s = b on a g = 1/b.
Les transformations (A6) deviennent ainsi des transformations de Lorentz
de constantes v, c.
On passe de Su à Rl par
les transformations de Lorentz de constantes v, c. Avec 0<v<c .
Dans les transformations de Lorentz ainsi obtenues, c, u et s sont
calculés à partir de v.
c n'est pas une constante indépendante de v.
Pour v donné, 0<v<1/d, le choix de u, s et c est unique.
Complément. En plus de modifier
les unités de longueur et de temps dans Rl , modifions
les aussi dans Su .
Soit u1 la nouvelle unité de
mesure dans Su et soit s1
la nouvelle unité de temps dans Su .
La nouvelle unité de mesure vaut u1
km , la nouvelle unité de temps vaut s1
heures.
Notons (x, t), les coordonnées d'un événement
quelconque, par rapport à Su muni des unités
habituelles.
Notons (x1, t1),
les coordonnées de ce même événement, par rapport
à Su , muni des unités u1
et s1.
Nous avons : soit :
Soient (x1, t1)
les coordonnées d'un événement E quelconque, dans
Su muni des unités u1
et s1.
Soient (x", t") les coordonnées de ce même événement
E, dans Rl muni des unités u et s .
Nous avons : , soit : (A6')
La question est la suivante : comment choisir u1,
s1, u, s pour avoir des transformations
de type (L).
Que valent alors les constantes v et c dans (L)?
Posons (A6') s'écrit alors :
w est la vitesse de Or , origine du système Rl , par rapport à Su muni des unités u1 et s1.
Pour que ces dernières formules (A6') soient des formules du
type formules de Lorentz, on doit avoir :
avec
Cas 1
.
Dans ce cas c n'existe pas , car d >0 . v =0 donne c=0 qui ne convient
pas aux formules (L).
Cas 2 .
On se donne u1 et s1
de façon arbitraire ( u1 et s1
tous deux différents de zéro).
On prend
et . On calcule
b et on trouve, .
b existe et est non nul si et seulement si 0<v<1/d , et dans
ce cas on a .
On calcule ensuite u et s. .
En prenant ces valeurs de v, u1, s1,
u, s, w et c,
Les formules (A6') deviennent des transformations de Lorentz de constants
w et c.
Dans les transformations de Lorentz ainsi obtenues, u1
et s1 sont arbitraires.
w, c, u et s sont calculés à partir de v, u1
et s1 .
Pour v, u1 et s1
donnés, w, c, u et s sont uniques.
En faisant varier u1 et s1
, tout en gardant v, on obtient différentes valeurs
de w et de c, b restant constant.
(v est la vitesse en km/h de Or par rapport à Su
.)
Les unités choisies dans Su déterminent
de façon unique celles que l'on doit choisir dans Rl
,
pour que l'on passe de Su à Rl
par des transformations de Lorentz.