Pourquoi une mouche peut-elle voler dans une voiture qui roule ?

Question proposée par Toubaud

La mouche vole dans une voiture qui roule comme nous marchons sur la terre qui avance dans l'espace, selon le principe physique (newtonien) sur le référentiel inertiel. Pour schématiser, dans un objet en mouvement constant, rectiligne et uniforme, on ne perçoit la vitesse que par rapport à un point de référence situé dans cet environnement.


Ainsi seule une composante de la voiture qui roule, peut servir de référence pour mesurer la vitesse de la mouche se déplaçant par rapport à cet objet et cela, quelle que soit par ailleurs la vitesse de déplacement du véhicule. La mouche sera par contre soumise aux forces engendrées par les changements de trajectoire du véhicule: accélérations, décélérations, virages etc..

Complement internaute :
Dans le cas présenté ci-dessus, la force exercée sur la mouche est nulle. La mouche est donc en état de « librée » (équilibre dynamique) et elle suit le même trajet que la voiture. Cette situation est représentée sur la figure. Les trajectoires du véhicule et de la mouche sont parfaitement comparables. Elles partagent même le même point de départ et le même point d'arrivée. Cependant, elles divergent dans le temps. La trajectoire de la mouche est plus courte que celle du véhicule. Elle est même tellement courte qu'elle est représentée sur un même axe que le parcours de la voiture. La trajectoire de la mouche est plus courte que la trajectoire du véhicule parce qu'il est plus rapide que la mouche.