Peut-on vraiment courir au sommet d'un train, comme dans les films ?

Ce n’est pas parce que vous voyez quelque chose dans un film que vous devriez l’essayer vous-même. Prenons, par exemple, un humain qui court au sommet d’un train en marche. Pour commencer, vous ne pouvez pas être sûr que ce soit réel. Dans les premiers westerns, ils utilisaient des décors mobiles pour donner l’impression que de faux trains étaient en mouvement. Maintenant, il y a CGI. Ou bien ils pourraient accélérer le film pour donner l’impression qu’un vrai train est plus rapide qu’il ne l’est réellement.

Alors voici une question pour vous : est-ce possible courir sur le toit d'un train et sauter d'un wagon à l'autre ? Ou le train filera-t-il devant vous pendant que vous êtes dans les airs, de sorte que vous atterrissiez derrière l'endroit où vous avez décollé ? Ou pire, finiriez-vous par tomber entre les voitures parce que l’écart se creuse, allongeant ainsi la distance que vous devez parcourir ? C'est, mon ami, la raison pour laquelle les cascadeurs étudient la physique.

Cadrage de l'action

Au fait, qu’est-ce que la physique ? Fondamentalement, il s’agit d’un ensemble de modèles du monde réel que nous pouvons utiliser pour calculer les forces et prédire comment la position et la vitesse des objets vont changer. Cependant, nous ne pouvons pas trouver la position ou la vitesse de quoi que ce soit sans un cadre de référence.

Supposons que je me trouve dans une pièce, que je tiens un ballon et que je veuille décrire son emplacement. Je peux utiliser des coordonnées cartésiennes pour un espace 3D pour donner à la balle une valeur (x, y, z). Mais ces nombres dépendent de l'origine et de l'orientation de mes axes. Il semble naturel d'utiliser un coin de la pièce comme origine, avec les axes x et y longeant la base de deux murs adjacents et l'axe z s'étendant verticalement vers le haut. En utilisant ce système (avec des unités en mètres), je constate que la balle est au point (1, 1, 1).

Et si mon ami Bob est là et qu'il mesure l'emplacement de la balle d'une manière différente ? Peut-être qu'il met l'origine de la balle dans ma main, en lui donnant une position initiale de (0, 0, 0). Cela semble logique aussi. Nous pourrions discuter pour savoir qui a raison, mais ce serait idiot. Nous avons simplement des cadres de référence différents, et ils sont tous deux arbitraires. (Ne vous inquiétez pas, nous reviendrons aux trains.)

Maintenant, je lance cette balle directement en l'air. Après un court intervalle de temps de 0,1 seconde, mon système de coordonnées place la balle à l'emplacement (1, 1, 2), ce qui signifie qu'elle est 1 mètre plus haut. Bob a également un nouvel emplacement (0, 0, 1). Mais notez que dans les deux systèmes, la balle s'élève de 1 mètre dans la direction z. Nous serions donc d’accord pour dire que la balle a une vitesse ascendante de 10 mètres par seconde.

Un cadre de référence mobile

Supposons maintenant que je prenne cette balle dans un train voyageant à 10 mètres par seconde (22,4 miles par heure). Je lance à nouveau la balle vers le haut : que va-t-il se passer ? Je suis à l'intérieur du wagon, j'utilise donc un système de coordonnées qui se déplace avec le train. Dans ce référentiel en mouvement, je suis stationnaire. Bob se tient sur le bord des pistes (il peut voir la balle à travers les fenêtres), il utilise donc un système de coordonnées stationnaire dans lequel je me déplace.

Graphique d'une formule de train en mouvement

François Zipponi
Je suis François Zipponi, éditorialiste pour le site 10-raisons.fr. J'ai commencé ma carrière de journaliste en 2004, et j'ai travaillé pour plusieurs médias français, dont le Monde et Libération. En 2016, j'ai rejoint 10-raisons.fr, un site innovant proposant des articles sous la forme « 10 raisons de... ». En tant qu'éditorialiste, je me suis engagé à fournir un contenu original et pertinent, abordant des sujets variés tels que la politique, l'économie, les sciences, l'histoire, etc. Je m'efforce de toujours traiter les sujets de façon objective et impartiale. Mes articles sont régulièrement partagés sur les réseaux sociaux et j'interviens dans des conférences et des tables rondes autour des thèmes abordés sur 10-raisons.fr.