Science & Hytale

Science & Hytale : La Gravité G

Dans notre dernier numéro Science & Hytale consacré à la vitesse nous avions interprété une vitesse du wagonnet d’Hytale deux fois supérieure lors d’une de sa descente à 45° (72 km/h) par rapport à un simple déplacement horizontal (36 km/h). Nous avions toutefois omis une variable non-négligeable : la force gravitationnelle. En effet, comme repéré dans un précédent article autour des possibles mécaniques d’Hytale, malgré des blocs qui puissent ne pas subir la gravité, le wagonnet, ce que lance le monstre de la zone 3 ou simplement le joueur sont tous attirés par le sol ! Comment peut-on s’y prendre pour tenir compte de la gravité ? Comment pourrait-on la déterminer ? La gravité d’Orbis est-elle similaire à celle de la Terre ?

Introduction : comment déterminer la gravité ?

Nous expérimentons tous les jours ce que c’est, mais c’est quoi au juste la gravité ? Des masses qui s’attirent et c’est tout ? Bah, grossièrement oui. Et cette force s’estompe au fur et à mesure de la distance. Il faut toutefois être clair dans nos termes utilisés. On parle ici de Force Gravitationnelle F : F = (G*masse1*masse2) / distance²

Illustration n°1 : La chute libre d’un personnage. Remarquez la curieuse trajectoire qu’elle dessine

La formule utilise la constante de gravitation G, une constante universelle de la physique. Ainsi, quand on parle de gravité petit g = 9,8 m/s² ce n’est que la gravité terrestre qui se calcule en fonction de cette constante. Ce petit g est l’accélération de la pesanteur et est différente en fonction des planètes :

g = (G*masse_planète) / (rayon_planète)²

Ok ? Jusque là ça va la différence entre force, constante et accélération de la pesanteur ? Distinctions faites, essayons-nous à la pratique. Dans Hytale nous n’avons encore aucune notion de masse ! Et encore moins de rayon de la planète Orbis… Ce qui complique drastiquement les choses. Nous devons alors trouver des petites astuces pour contourner ces difficultés…

Ce que l’on peut mesurer se limite à des distances (m) et des durées (s). De là on réussit à obtenir des vitesses (m/s) comme réalisé dans notre précédent numéro. Une accélération est la dérivée – en fonction du temps – d’une vitesse (m/s²). Comme vous le voyez, il suffit de rajouter un simple carré (²) pour qu’une vitesse (m/s) soit une accélération (m/s²). Simple non ? Alors allez-y, écrivez ce petit deux ! Mathématiquement ça donne : Accélération = Vitesse/Temps.

Méthode et premières mesures autour de la gravité

Pour éviter les surprises on va commencer par partir d’une vitesse nulle, c’est-à-dire d’un objet immobile, en mesurant ensuite la vitesse qu’il a pris suite à son mouvement. Son accélération quoi. Car si on mesure un objet déjà en mouvement et qu’il défile à une vitesse fixe ou plafonnée, aucune accélération sera mesurée. En gros, une chute libre au tombant de quelque part. Tant mieux, dans le trailer on en a un bon exemple (cf. illustration n°1).

  • Pour une chute de 14 blocs il s’est écoulé environ 0,934 seconde.
  • Vitesse = Distance / Temps = 14/0,934 = 15 m/s
  • Accélération a(1) = Vitesse / Temps = 16 m/s²

Pour les jeunes matheux, notez qu’on peut directement calculer l’Accélération = Distance / Temps²
Pendant qu’on y est, mélanger des arrondis au millième et au bloc près est très amateur.
Ah et ici l’Accélération est comparable à l’accélération de la pesanteur g qui est de 9,8 m/s² sur Terre…
Vous sentez déjà quelque chose qui sort de l’ordinaire, n’est-ce pas ? Non ? Alors continuons !

Résultats et premières interprétations

La vidéo ci-dessus résume la démarche pour obtenir nos estimations. Ces dernières sont résumées dans le tableau suivant. L’accélération de pesanteur d’Orbis semble réaliste (autour de 9,9 m/s² = a(3) = 2,6/0,512²). Malgré des résultats a priori cohérents, tout cela reste très évasif. Nous faisons ici des spéculations sur des spéculations. Des calculs simplifiés sur des mesures approximatives. De plus, peut-être que la cohérence des résultats autour d’une accélération de la pesanteur réaliste – g(Terre) = 9,8 m/s² – est due à un simple hasard ! Nous en reparlerons une fois le jeu sorti, où nous pourrons vérifier ou non toutes ces prédictions.

Illustration n°2 : Tableau résumé de nos approximatives estimations.

Conclusion : peut-on aller encore plus loin ?

Obtenir des valeurs cohérentes autour de la notion de gravité n’est pas une chose aisée sans pouvoir expérimenter soi-même les lois de ce futur monde qu’est Hytale. Plusieurs variables inconnues rendent la tâche compliquée. Nous aurions pu analyser le bloc lancé par le monstre de la zone 3 par exemple, mais les distances sont difficiles à mesurer. Enfin, nous parlions de Réaction Normale et de réalisme, mais nous avons également totalement omis l’hypothèse de la présence des frottements ! Tant de négligences rendent ces résultats peu crédibles.

Illustration n°3 : Un déplacement aérien !

Si toutefois, malgré tout, l’accélération de pesanteur de la Terre et celle d’Orbis étaient équivalentes (g = 9,8 m/s²), pourrions-nous calculer la masse du joueur par exemple ? En effet l’étape suivante, après le notion de longueur (m) et de durée (s), est la notion de masse (kg). D’ailleurs l’unité d’une force est le Newton (N = kg.m/s²) qui est un résumé de ces trois dimensions physiques. Quelle serait votre réponse ?

N’hésitez pas à réagir que ce soit sur notre discord ou sur le forum ! Forum sur lequel nous pourrions débattre de quelques hypothèses ou vous-mêmes nous poser vos questions. De nombreuses réponses sont encore en attente d’être abordées dans de prochains numéro de Science & Hytale. À bientôt !

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Cleora

Pourquoi lisez-vous ceci ? Je rédige pour mettre en avant les petits et grands aventuriers et créateurs d'Hytale ; pour en savoir plus en ce qui me concerne, il y a le forum ou mon twitter. Car ce qui nous intéresse à vous et moi, c'est Hytale et ses possibilités, pas moi, n'est-ce pas ?

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3 commentaires

  1. J’ai pas bien compris comment a partir de la vitesse tu as trouve une accélération en la divisant par un temps x/

    L’accélération c’est pas simplement une vitesse sur un temps mais une différence de vitesse sur un temps (ou, plus formellement, la dérivée de la vitesse en fonction du temps). Il faut donc avoir plusieurs mesures de vitesses. Ici la vitesse calculée est la vitesse moyenne, mais il faudrait déterminer la vitesse à chaque instant t

    En considérant que cette accélération est constante, deux vitesses nous sufisent, la vitesse initiale (= 0) et la vitesse à un intant t (que l’on peut déterminer en prenant la différence de position entre 2 frames et en multipliant cette différence par le nombre d’images par seconde). Le réulstat sera assez approximatif vu le temps assez court de la scène, mais il sera sans doute plus juste.

    L’un des points quo est censé faire tilter qu’il y a une erreur c’est que entre la chute du wagon et la chute du personnage, il y a une différence significative d’accélération et que le wagon sur un support a 45° subit une accélération plus grande qu’en chute libre (alors qu’il est logiquement soumis a la force normale qui compense en partie la gravité) donc c’est pas logique x)

    Mais sinon, pour répondre a la dernière question, pour déterminer la masse des objets il faudrair avoir la masse de la planète donc non, on peut pas 🙂

  2. Je ne suis pas expert et j’ai essayé de faire court et abordable sans que ça fasse un cours théorique donc ça reste amateur oui ^^ Tes remarques sont justes et me parlent. Concernant les différences d’accélération, la ‘force normale’ n’est pas certaine d’être présente dans le jeu, et il y a aussi l’action du joueur qui peut rajouter sa propre accélération. Mais je ne suis pas entré dans les détails, c’est pour ça que ça reste assez flou avec des différences étonnantes. Après je me suis peut-être également trompé. J’y reviendrai une fois le jeu sorti, avec quelque chose de plus propre et précis je pense 🙂 C’était plus un défi rigolo qu’autre chose ;p
    Oui, voilà, la masse reste un problème. 🙂 Et même le jeu sorti je pense qu’il le sera toujours.
    Il faudrait trouver un moyen approximatif… peut-être le rapport moyen poids/taille d’un humain…
    Encore merci pour tes précieux retours, ça permet de remettre en question ce type de démarche approximative !

  3. Pas de soucis, j’adore l’idée d’étudier la science d’une jeu, ça permet a la fois de mieux comprendre le fonctionnement du jeu et de donner une image plus sympa de la science en génerale !

    Pour ce qui est de déterminer la masse, le seul moyen qu’on pourra potentiellement avoir à disposition, c’est si ils gèrent cette masse dans les collisions entre objets. A ce moment la on pourra déterminer assez précisement la masse inertielle des objets et donc avoir une approximation très précise de la masse grave (meme si dans un jeu, j’ai de serieux doutes qu’ils fassent la différence 😂)

    En tout cas si tu as besoin d’aide pour approfondir certains de ces sujets je serais ravis de t’aider ! 😉

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