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Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

  1. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 221

    Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Bonjour,

    les objets composants les anneaux de Saturne, blocs de roches, de glace etc...ont des masses différentes en étant parfois sur la même orbite.
    Comment est ce possible, puisque avec des masses différentes, il n'y a plus d'équilibre entre force d'attration et "force" centrifuge.
    Certains devraient être attirés vers la planète et d'autres expulsés dans l'espace.
    Merci pour vos explications

    -----

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  2. mach3

    Date d'inscription
    mars 2004
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    normandie
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    9 360

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    les objets composants les anneaux de Saturne, blocs de roches, de glace etc...ont des masses différentes en étant parfois sur la même orbite.
    Comment est ce possible, puisque avec des masses différentes, il n'y a plus d'équilibre entre force d'attration et "force" centrifuge.
    indépendamment des anneaux de saturne, je vois une méconception : deux corps de masse différentes placés à même distance d'un 3e avec la même vitesse vont justement avoir la même orbite, car tant que ces 2 corps ont une masse négligeable devant le 3e, la loi du mouvement ne dépend pas de leur masse à eux, mais seulement de la masse du 3e. Dans le repère galiléen où le troisième astre est immobile, l'accélération subie est GM/r² avec M la masse du 3e corps, il n'y a que cette masse qui intervient.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  3. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 221

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    indépendamment des anneaux de saturne, je vois une méconception : deux corps de masse différentes placés à même distance d'un 3e avec la même vitesse vont justement avoir la même orbite, car tant que ces 2 corps ont une masse négligeable devant le 3e, la loi du mouvement ne dépend pas de leur masse à eux, mais seulement de la masse du 3e. Dans le repère galiléen où le troisième astre est immobile, l'accélération subie est GM/r² avec M la masse du 3e corps, il n'y a que cette masse qui intervient.

    m@ch3
    Ah ok, je croyais qu'on utilisait F=g.M1.M2/R² et F = M.V²/R
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  4. mach3

    Date d'inscription
    mars 2004
    Localisation
    normandie
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    9 360

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Alors F=GMm/r² c'est la force gravitationnelle. La deuxième loi de Newton dit : somme des forces = ma avec a l'accélération. Si il n'y a que la force gravitationnelle, on a F=GMm/r²=ma, donc GM/r²=a.
    Dans un repère galiléen, on n'a pas besoin d'ajouter autre chose (il n'y a pas de force centrifuge), et dans le cas où l'orbite est circulaire, la vitesse du corps en orbite doit être telle que a=v²/r.

    Si vous voulez ajouter la force centrifuge, alors il faut travailler dans un repère tournant, où le corps central et le corps en orbite occupent une position constante. L'accélération du corps en orbite doit être nulle dans ce repère pour qu'il reste immobile (n'oublions pas que l'accélération dont il est question ici est une accélération coordonnée, dépendante du référentiel), donc qu'il y ait une force qui compense exactement la force de gravitation, c'est la force centrifuge, mv²/r (avec v la vitesse dans le référentiel galiléen précédent, la vitesse dans le repère tournant est strictement nulle pour une orbite circulaire). Là encore pas de dépendance à la masse car à une force centrifuge mv²/r correspond une accélération v²/r qui ne dépend pas de la masse du corps en orbite.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  5. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
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    4 221

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Alors F=GMm/r² c'est la force gravitationnelle. La deuxième loi de Newton dit : somme des forces = ma avec a l'accélération. Si il n'y a que la force gravitationnelle, on a F=GMm/r²=ma, donc GM/r²=a.
    Dans un repère galiléen, on n'a pas besoin d'ajouter autre chose (il n'y a pas de force centrifuge), et dans le cas où l'orbite est circulaire, la vitesse du corps en orbite doit être telle que a=v²/r.

    Si vous voulez ajouter la force centrifuge, alors il faut travailler dans un repère tournant, où le corps central et le corps en orbite occupent une position constante. L'accélération du corps en orbite doit être nulle dans ce repère pour qu'il reste immobile (n'oublions pas que l'accélération dont il est question ici est une accélération coordonnée, dépendante du référentiel), donc qu'il y ait une force qui compense exactement la force de gravitation, c'est la force centrifuge, mv²/r (avec v la vitesse dans le référentiel galiléen précédent, la vitesse dans le repère tournant est strictement nulle pour une orbite circulaire). Là encore pas de dépendance à la masse car à une force centrifuge mv²/r correspond une accélération v²/r qui ne dépend pas de la masse du corps en orbite.

    m@ch3
    Oui j'ai bien compris tout ça.
    Mais lorsqu'un corps est en orbite autour d'une planète, par exemple satellite artificiel, station spatiale, ou roches dans les anneaux de Saturne, alors attraction gravitationnelle = force centrifuge.
    Donc dans les anneaux de Saturne, des blocs rocheux de masse différente, ne peuvent pas être situés sur la même orbite.
    Donc à une distance r du centre de Saturne, on ne devrait trouver que des objets de la même masse.
    Non?
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  6. mach3

    Date d'inscription
    mars 2004
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    normandie
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    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Relisez mon message précédent, plusieurs fois, car vu votre dernière question, et votre insistance à prétendre le contraire de ce que je vous ai répondu auparavant, non vous n'avez pas compris.
    Relisez bien, et reexpliquez le avec vos mots, pour qu'on comprenne où est-ce que ça bloque dans votre reflexion.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  7. moijdikssékool

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Donc à une distance r du centre de Saturne, on ne devrait trouver que des objets de la même masse
    si tu connais l'analogie de la toile élastique sur laquelle on pose une masse pour représenter la déformation de l'espace-temps par la dite masse, tu comprendras que tu peux toujours faire tourner des billes dans la cuvette (en imaginant qu'il n'y a pas de frottement entre les billes et la toile, bien sûr), peu importe leur masse
    Le dino, tel l'automobiliste omnivore?, avait la logique trop limitée. Le ciel l'a balayé
     

  8. mach3

    Date d'inscription
    mars 2004
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    normandie
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    9 360

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    hors sujet! avant même de penser à la RG (et le plus mal possible en plus...) il serait bien de maitriser la physique classique largement suffisante pour traiter ce problème.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  9. moijdikssékool

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    ca y est il est minuit...
    il serait bien de maitriser la physique classique largement suffisante pour traiter ce problème.
    à ce moment là, contentons-nous de dire que toute masse tombe à la même vitesse (je triche, indirectement, je pense à la toile élastique, c'est tellement plus simple). Si deux masses se voient imprimées d'une même vitesse, elle restent donc sur la même orbite. C'est juste une composition de vitesse
    Le dino, tel l'automobiliste omnivore?, avait la logique trop limitée. Le ciel l'a balayé
     

  10. moijdikssékool

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    25, bzak
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    4 866

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Si deux masses se voient imprimées d'une même vitesse
    Si deux masses (à une même distance de Saturne) se voient imprimées une même vitesse orbitale
    C'est juste une composition de vitesse
    la vitesse de chute + la vitesse orbitale
    bon évidemment, une masse plus importante demande plus d'énergie pour avoir une même vitesse initiale qu'une plus petite masse mais bon, on s'en fout hein!
    mais c'est vrai qu'avec de la physique Newtonienne, F=GMm/r²=ma, donc GM/r²=a, on voit bien que m disparaît
    Le dino, tel l'automobiliste omnivore?, avait la logique trop limitée. Le ciel l'a balayé
     

  11. papy-alain

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    avril 2007
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    Mer de la Tranquilité
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    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Oui j'ai bien compris tout ça.
    Mais lorsqu'un corps est en orbite autour d'une planète, par exemple satellite artificiel, station spatiale, ou roches dans les anneaux de Saturne, alors attraction gravitationnelle = force centrifuge.
    Donc dans les anneaux de Saturne, des blocs rocheux de masse différente, ne peuvent pas être situés sur la même orbite.
    Donc à une distance r du centre de Saturne, on ne devrait trouver que des objets de la même masse.
    Non?
    Dans l'ISS, tous les astronautes n'ont pas la même masse. Ils se retrouvent pourtant tous dans le même état d'impesanteur. Et si l'un d'entre eux lâche son crayon, ce dernier reste immobile. Il est pourtant beaucoup plus léger.
    Sur base de ces exemples simples, relis ATTENTIVEMENT la première réponse de Mach3.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
     

  12. moijdikssékool

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    25, bzak
    Messages
    4 866

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Certains devraient être attirés vers la planète et d'autres expulsés dans l'espace
    ça me fait penser à la première approche que j'avais eu de la révolution d'une masse autour d'un corps
    et bien sache que si cette masse reçoit une perturbation (une pichenette), elle ne tombe pas sur le corps en spirale ni expulsée en spirale. Son chemin orbital, si par exemple initialement parfaitement circulaire, deviendra elliptique
    Sinon, tu peux aussi comprendre que si deux masses m se trouve sur une même orbite, il n'y a pas de conditions concernant la distance d entre elles, à moins de considérer les interactions entre elles. Et bien avec d = 0, et m+m = 2m, tu comprends que la masse 2m a la même vitesse orbitale et la même orbite que la masse m. Du coup il en sera de même pour 3m, 4m, 999m...
    Par contre, s'il y a suffisamment de masses m en orbite pour que la somme M soit telle que Saturne tourne autour de M (déplacement du centre de gravité de Saturne vers M), c'est sûr que le résultat n'est plus le même! Et là, suivant la distance, effectivement, la masse peut très bien quitter le système ou tomber sur Saturne (ou plutôt l'inverse). Est-ce ce processus qui serait à l'oeuvre lorsqu'un système binaire finit par se séparer (ou fusionner?)? Je pense par exemple à la news sur la première photo de planète, où l'étoile tourne trop vite et dont on soupçonne que l'étoile compagnon a déjà fichu le camp (au bout d'à peine quelques millions d'années)..

    tin, je tape 'exoplanète' dans le moteur dans le forum des news, il ne trouve rien! dites, il a évolué ce moteur depuis que je me suis inscrit?
    Le dino, tel l'automobiliste omnivore?, avait la logique trop limitée. Le ciel l'a balayé
     

  13. f6bes

    Date d'inscription
    février 2005
    Localisation
    Nimes Age: 73000 millions de kms autour du soleil !!
    Messages
    51 519

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Bsr à tous,
    Manque l'inoubliable et volubile...................... ........................André BRAHIC.
    Bonne soirée
    Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!
     

  14. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 221

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Et est ce qu'on peut comparer les anneaux de Saturne et le disque protoplanétaire, lors de la formation du système solaire?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
     

  15. bintang

    Date d'inscription
    décembre 2009
    Messages
    466

    Re : Pourquoi les anneaux de Saturne se comportent ainsi?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Et est ce qu'on peut comparer les anneaux de Saturne et le disque protoplanétaire, lors de la formation du système solaire?
    Bonjour,

    Ce mécanisme de dynamique de disque plat peut même être étendu à tous les anneaux des planètes géantes, à tous les disques d'accrétion, aux galaxies spirales .... Ce qu'il a de particulier dans les anneaux de Saturne, c'est la structure radiale extremement fine des sillons, c'est l'épaisseur extremement fine de l'anneau, ce sont des bords de sillons très nets, des lacunes franches .... dus, entre autres, à des phénomènes de confinement de la matière et création d'ondes par résonance avec des satellites ou des petits corps.

    A ce propos, André Brahic disait avec un peu d'humour dans ses conférences, de mémoire : 'J'ai fais toute ma carrière d'astrophysicien en ne prédisant que des choses qui se sont avérées fausses par la suite' , en citant par exemple l'épaisseur des anneaux de Saturne qu'il avait prédit par calculs plus épais, plus homogène dans leur structure, avec des bords plus diffus ...

    Pour en revenir au sujet du post, je ne sais pas si on a constaté une éventuelle distribution en masse des particules formant les anneaux ? et , si c'est le cas, quelle pourrait être l'origine d'un tel phénomène (collisions, déviation mutuelle de trajectoire ...)

    Extrait du site 'Ca se passe là haut' : Les chercheurs montrent ainsi que la distribution de masse reste relativement constante malgré le changement important d’opacité entre l'anneau A et l'anneau B. L’opacité observée sur l’anneau B ne peut pas être attribuée entièrement à la masse impliquée, même si l’anneau B, de 25500 km de large, est sans doute le plus massif de tous les anneaux de Saturne. Hedman et Nicholson évoquent la possibilité, du coup, que la différence d’opacité soit due à une différence dans la taille ou dans la densité des grains, ou encore à une différence dans la structure même de l’anneau. Mais la question reste ouverte.

    Des avancées sur ce point attendues par la mission du Grand Final ?
    Dernière modification par bintang ; 19/07/2017 à 10h24.
    Bintang
     


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