Un astronaute qui tourne sur lui meme dans l'espace s'arretera t'il....

[DavidDel]

Dans la bande annonce du film Gravity on voit une astronaute projetée dans l'espace suite à la detruction de sa navette. Celle-ci tourne sur elle même dans une sorte de vrille. Pardon pour mon ignorance, mais je n'y connais pas grand chose en physique. Je défend le point de vue selon lequel l'energie qui a créé cette vrille finira par se dissiper et qu'elle s'arretera de tourner sur elle même. Un de mes amis pense qu'elle va tourner pour toujours en l'absence de toute resistance de l'air ou autre contrainte.
Je compte sur vous pour obtenir une reponse brillante à cette question un peu débile...
Merci à tous.
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[Amanuensis]

Bonsoir, et bienvenue sur le forum,

Votre ami a raison, ou presque. "Pour toujours" est un peu fort, mais le mouvement de rotation ne se dissipera que très très lentement, et on peut penser que l'orbite se dégradera (plongée dans l'atmosphère) bien avant que le mouvement de rotation ne s'arrête.

Beaucoup de satellites tournent sur eux-mêmes d'ailleurs, par exemple pour présenter toujours à la même face à la Terre.

[DavidDel]

Merci pour votre reponse,

Si j'ai bien compris, la rotation tendra donc a ralentir (extremement lentement) et s'arreterait theoriquement si l'on excepte l'effet de la gravité de la terre. Est-ce correcte ?

[daniel100]

Bonjour,

Et c’est quoi qui va ralentir le mouvement ?
Les particules et 2 – 3 atomes au mètre cube ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[DavidDel]

Wahou, bonne ambiance. Une petite reponse agressive j'adore...
Donc si je suis ton raisonnement, si un astronaute jette une pierre dans l'espace (admettons qu'il ne soit influencé par la gravité d'aucune planete et ne rencontre aucun objet) il va donc traverser l'univers de part en part sans ralentir ?

[Tryss]

Wahou, bonne ambiance. Une petite reponse agressive j'adore...
Donc si je suis ton raisonnement, si un astronaute jette une pierre dans l'espace (admettons qu'il ne soit influencé par la gravité d'aucune planete et ne rencontre aucun objet) il va donc traverser l'univers de part en part sans ralentir ?

Oui. Ou en tout cas en première approximation (en considérant qu'il est indestructible, que l'univers est vide, et que "de part en part" ai un sens...)

[ansset]

et qu'il depasse la vitesse de libération de là ou il part.

[DavidDel]

Vitesse de deliberation ??????

[daniel100]

Wahou, bonne ambiance. Une petite reponse agressive j'adore...
Donc si je suis ton raisonnement, si un astronaute jette une pierre dans l'espace (admettons qu'il ne soit influencé par la gravité d'aucune planete et ne rencontre aucun objet) il va donc traverser l'univers de part en part sans ralentir ?

Hou la la, je n’avais aucune intention agressive, je m’intéressais beaucoup à ton questionnement.

Il n'y a vraiment que 2 – 3 atomes au mètre cube.

Mais il est vrai, vu comment je l’ai écrit, ça pourrait être équivoque.

Je persiste dans ma question, qu'est-ce qui ralenti le mouvement ?

Milles pardons pour ce mal entendu !

[DavidDel]

Nouvelle reformulation : un astronaute lance une pierre dans l'espace, elle ne rencontre aucun objet et n'est influencé par aucune gravité. L'espace devant elle est infini. Elle ne s'arrete jamais ? (Oui ou non donc)

[DavidDel]

Aucun souci, mauvaise interpretation. Ce qui arrete le mouvement ? Le fait que l'energie qui l'a entrainé se dissipe, meme extremement lentement. Si un vaisseau se lance dans l'espace avec un petit coup de reacteur (desole pour cette expression debile mais tu auras compris), en admettant qu'il ne récontre rien et ne soit influencé par aucune force, alors il ne s'arrete jamais ?

[poiop2]

Bonjour,
Non, il ne s'arrêtera jamais en effet.
Tu parles de dissipation de l'énergie. Mais autant faut-il qu'elle puisse se dissiper. Elle pourrait se dissiper sous forme de chaleur s'il y avait des frottements. Dans le cas idéal où il n'y en a pas, aucune dissipation, l'énergie reste sous forme de vitesse et le vaisseau continue à avancer.

La vitesse de libération, c'est la vitesse qu'il faut avoir pour échapper à la gravité d'un astre. Par exemple, mettons que tu veuilles lancer un caillou tellement fort qu'il échappe à l'attraction terrestre et aille se perdre dans l'espace. Pour cela il faudrait que tu lui donnes une vitesse très grande. Et bien la vitesse minimale qu'il faudra donner au caillou pour qu'il puisse s'échapper est la vitesse de libération.

[Nicophil]

Bonjour,

Dans ces conditions, il ne s'arrêtera jamais.

[SK69202]

L'astronaute qui tourne n'est pas une sphère parfaite, sa rotation crée donc des ondes gravitationnelles qui évacuent son énergie de rotation.
Le taux étant très faible, il n'est pas sûr qu'il est le temps de s'arrêter avant la fin de sa portion d'Univers

[DavidDel]

"Avant la fin de sa portion d'univers" ? J'avoue que je ne saisis pas ce que cela signifie.

Pour le reste il y a donc dissipation d'energie d'après toi, donc ralentissement. Donc hypothetiquement un arret de la vrille ?

[Xoxopixo]

Bonjour,

Dans la bande annonce du film Gravity on voit une astronaute projetée dans l'espace suite à la detruction de sa navette.

Pour répondre, il faudrait savoir où (ce qui revient à "quand" si il est dans le système solaire) se trouve la navette (sinon "l'espace", c'est vaste ) sa vitesse (vectorielle), celle de l'astronaute, avec éventuellement la vitesse de rotation de l'astronaute (pour avoir une idée du temps qu'il a devant lui pour s'arreter de tourner avant qu'il ne le puisse plus pour une raison ou un autre).

[DavidDel]

Alors posons la question autrement, si la vrille ralentie, cela signifie qu'elle tend a s'arreter, juste ?
Donc notre astronaute est mis en vrille par un evenement quelconque a une certaine vitesse initiale. Cette vitesse reste t-elle invariablement la meme ? (pas d'action d'une quelconque gravité, il ne rencontre aucun objet)
Si oui la vrille tend donc a s'arreter, si non aucune dissipation d'energie, pas de ralentissement, pas d'arrêt.

[SK69202]

J'ai mi ça pour dire que ce serait vraiment long.
Il y a un tas de choses qui pourrait ralentir l’astronaute, déjà il écarte les bras et les jambes et il ralenti par conservation du moment cinétique, c'est ensuite que cela se complique.
S'il est dans le vent stellaire d'une étoile, s'il présente une surface conductrice, si la réflectivité n'est pas identique sur toute sa surface plus sans doute d'autres trucs que j'oublie.
Il est possible qu'il s'arrête, mais dans tous les cas ce sera long, à l’exception de la collision ad hoc (masse, angle, énergie etc) avec quelques chose qui l'arrêterait en un instant.
A.C Clark a écrit une nouvelle où un astronaute en perdition autour de la Lune décrit les problèmes de son "jour" de 15 mn et de sa trajectoire ballistique si j'ai bonne mémoire

[daniel100]

J'ai mi ça pour dire que ce serait vraiment long.
Il y a un tas de choses qui pourrait ralentir l’astronaute, déjà il écarte les bras et les jambes et il ralenti par conservation du moment cinétique, c'est ensuite que cela se complique.
S'il est dans le vent stellaire d'une étoile, s'il présente une surface conductrice, si la réflectivité n'est pas identique sur toute sa surface plus sans doute d'autres trucs que j'oublie.
Il est possible qu'il s'arrête, mais dans tous les cas ce sera long, à l’exception de la collision ad hoc (masse, angle, énergie etc) avec quelques chose qui l'arrêterait en un instant.
A.C Clark a écrit une nouvelle où un astronaute en perdition autour de la Lune décrit les problèmes de son "jour" de 15 mn et de sa trajectoire ballistique si j'ai bonne mémoire

Quel serait le scénario idéal pour arrêter de tourner notre spationaute dans le vide spatial ?

A part une collision bien sûr !

[SK69202]

Les ondes gravitationnelles, tous les autres processus le ralentissent, mais sont dus à une force extérieure, à terme, ils le feraient tourner dans l'autre sens.
A moins que ses contorsions lui permette de s'arrêter en invoquant Albert. E.

@+

[colisub]

Bonjour,

Il est très fort probable qu'en l’absence d'aucune force, particule (par ex: photons) ou onde, notre pauvre cosmonaute continuera sa vrille infiniment et à vitesse constante.

Le théorème de l'énergie cinétique semble le démontrer :



Avec

Lo : moment cinétique
Fi : forces extérieures

Si la somme des forces extérieures est nulle alors la dérivée du moment cinétique est nulle, ce qui implique un moment constant donc une quantité de mouvement constante et invariable dans le temps.

Bien à vous.

[colisub]

Après quelques recherches, je vois que si on assimile le corps humain à un dipôle magnétique, il serait alors émetteur d'ondes électromagnétique.
Ce rayonnement dipolaire magnétique et la perte d'énergie qu'il induit entraînerait par conséquent le ralentissement de la rotation...

[ansset]

L'astronaute qui tourne n'est pas une sphère parfaite, sa rotation crée donc des ondes gravitationnelles qui évacuent son énergie de rotation.
Le taux étant très faible, il n'est pas sûr qu'il est le temps de s'arrêter avant la fin de sa portion d'Univers

bonjour,
vous savez de quoi vous parler ?

[Xoxopixo]

Quel serait le scénario idéal pour arrêter de tourner notre spationaute dans le vide spatial ?

Si l'astronaute peut ejecter une masse (sous forme de gaz, d'un solide ou d'un liquide), et moyenant une dépense énergétique interne, il peut évidemment stopper sa rotation.

Maintenant, si il ne peut se défaire de rien...peut-il arreter sa rotation ?
Ce serait interressant d'avoir des avis sur ce sujet.

[Amanuensis]

Maintenant, si il ne peut se défaire de rien...peut-il arreter sa rotation ?
Ce serait interressant d'avoir des avis sur ce sujet.

Le moment cinétique se conserve pour un système isolé, comme déjà indiqué.

[Xoxopixo]

Le moment cinétique se conserve pour un système isolé, comme déjà indiqué.

D'accord pour ça, c'est ce qu'on apprend en mécanique classique.

Maintenant, si on imagine que l'astronaute étend ses bras simultanément, ainsi que ses jambes, la vitesse de rotation diminue tout en gardant le même axe de rotation.
Mais si l'astronaute ramène ensuite un seul bras et une seule jambe (ce qui nécéssite une dépense d'énergie interne), sa vitesse de rotation augmente, mais surtout son axe de rotation se déporte d'un petit centimètre (à la louche).
Cette translation de l'axe de rotation (une acceleration en fait) n'est-elle pas alors accompagnée d'une mise en mouvement de l'astronaute, qui va donc acquerir une vitesse ? (première question)

La question suivante que je me pose ici (si les affirmations précédentes sont correctes), c'est :
Est-ce que du moment cinétique est prélevé pour être "transféré" en acceleration lors de l'opération où on ramène le bras, ou cette acceleration est-elle uniquement due à l'énergie interne qui a permi de ramener le bras ?

On peut peut-être prendre le cas de l'astronaute qui ne tourne pas et qui ferait la même manip pour comparer ?
Sachant qu'il faudra moins d'énergie interne pour la même manip (ramener le bras et la jambe) si l'astronaute ne tourne pas (il me semble), d'où viendrait cette nécéssité d'une énergie suplémentaire lorsque l'astronaute tourne ? ...

[Xoxopixo]

Mais si l'astronaute ramène ensuite un seul bras et une seule jambe (ce qui nécéssite une dépense d'énergie interne), sa vitesse de rotation augmente, mais surtout son axe de rotation se déporte d'un petit centimètre (à la louche).

En fait non...par action/réaction.

[daniel100]

Maintenant, si il ne peut se défaire de rien...peut-il arreter sa rotation ?
Ce serait interressant d'avoir des avis sur ce sujet.

J’ai peut-être la solution, l’astronaute n’a qu’a faire des moulinets avec les avant bras dans la bonne direction, et il devrait pouvoir arrêter la vrille.

[Xoxopixo]

J’ai peut-être la solution, l’astronaute n’a qu’a faire des moulinets avec les avant bras dans la bonne direction, et il devrait pouvoir arrêter la vrille.

Il semblerait que non...

Par contre, si l'astronaute n'est pas trop regardant (), si il est gazeifié, il cessera de tourner.

[ansset]

prenons, le pb à l'envers.
comment ferait-il pour se mettre en rotation s'il ne l'est pas !
( ça revient au même du point de vue des lois physique )
il peut essayer tous les moulinets qu'il veut.