marées et double bourrelet océanique

[rahane]

j'essaye de me représenter le couple terre lune tournant autour de son barycentre
cela reviendrait à dire que le ciel étoilé ne servirait pas de repère comme il le fait actuellement
ce mouvement impliquerait une rotation de la terre et la lune comme une barre tournant autour d'un axe déporté en fonction de contrepoids équilibrés entre eux situés aux extrémités
sinon le barycentre n'est pas un axe de rotation

et le parcours qu'il décrit n'est qu'une figure qui ne crée aucun effet différencié s'il se confond avec l'axe de rotation de la terre

la lune elle est à une distance variable de la terre puisque son chemin est une ellipse inclinée
cela fait il varier la position du barycentre?

https://fr.wikipedia.org/wiki/Coordo...s_(astronomie)
calcul des coordonnées barycentriques
est ce que ce serait ça la clé du mystère?
-----

[rahane]

je sens comme une éclaircie du côté de Brest...

[rahane]

la troisième vignette permet de bien visualiser la question terre lune et le parcours du barycentre
mais j'en reviens à la question marée le barycentre reste toujours du coté de la lune en quoi cela produit il une marée à l'opposé?

[Lansberg]

Bonjour,

la troisième vignette permet de bien visualiser la question terre lune et le parcours du barycentre
mais j'en reviens à la question marée le barycentre reste toujours du coté de la lune en quoi cela produit il une marée à l'opposé?

Parce que l'effet de marée est la résultante de deux forces (force d'attraction gravitationnelle et force centrifuge), comme c'est expliqué dans ce document (simplifié) du S.H.O.M : http://www.shom.fr/les-activites/act...e-de-la-maree/

[phys4]

mais j'en reviens à la question marée le barycentre reste toujours du coté de la lune en quoi cela produit il une marée à l'opposé?

La position du barycentre est sans importance, les forces symétriques existent quelle que soit sa position.

[rahane]

pour qu'il y a action centrifuge il est nécessaire qu'il y ait une rotation " réelle" autour d'un axe. oui/non?

comme j'ai un peu de mal à superposer à la fois la considération de base de la lune tournant autour de la terre ( chacunes tournant sur elle-même comme on sait)
et la rotation des deux autour du barycentre du couple terre/lune
j'essaye de mieux comprendre dans quel rapport de temps ou de cycle lunaire cela se produit

et les conséquences de ces deux mouvements sur la vision du ciel étoilé la nuit
donc je décortique
ça pour l'instant :
http://www.astrosurf.com/toussaint/d...unatique07.htm

[rahane]

La position du barycentre est sans importance, les forces symétriques existent quelle que soit sa position.

pourquoi?

d'où sont issues les forces symétriques?

[rahane]

d'après http://www.astrosurf.com/toussaint/d...unatique07.htm
la terre ne suit pas un long chemin tranquille et uniforme autour du soleil mais une route sinusoidale
alors , quand on comprend la succession des équinoxes et des solstices et donc l'influence de la distance terre soleil (juste liée à son inclinaison) sur le niveau d'ensoleillement l'amplitude du parcours sinusoidal de la terre autour du soleil doit jouer aussi sur cet ensoleillement?
par ailleurs cela devrait induire une variation dans les positions nocturne des étoiles notamment à l'horizon, pour chaque période.

[phys4]

d'où sont issues les forces symétriques?

Comme il a été répété, il faut tenir compte de la gravitation, c'est la clé pour les forces de marée.
Vous avez eu un illustre prédécesseur, Galilée a essayé d'expliquer les marées avec les seuls effets d'inertie et les mouvements Terre-Lune, il n'y est pas arrivé, car il lui manquait la force de base, la gravitation. C'est seulement après Newton, que l'on a commencé à avoir des explications qui se tiennent.
La référence astrosurf.com est excellente pour les bases du mouvement.

Au revoir.

[rahane]

Comme il a été répété, il faut tenir compte de la gravitation, c'est la clé pour les forces de marée.
Vous avez eu un illustre prédécesseur, Galilée a essayé d'expliquer les marées avec les seuls effets d'inertie et les mouvements Terre-Lune, il n'y est pas arrivé, car il lui manquait la force de base, la gravitation. C'est seulement après Newton, que l'on a commencé à avoir des explications qui se tiennent.
La référence astrosurf.com est excellente pour les bases du mouvement.

Au revoir.

je vous remercie pour toutes les réponses offertes

[rahane]

pour qu'il y a action centrifuge il est nécessaire qu'il y ait une rotation " réelle" autour d'un axe. oui/non?

comme j'ai un peu de mal à superposer à la fois la considération de base de la lune tournant autour de la terre ( chacunes tournant sur elles-mêmes comme on sait) et la rotation des deux autour du barycentre du couple terre/lune
j'essaye de mieux comprendre dans quel rapport de temps ou de cycle lunaire cela se produit

et les conséquences de ces deux mouvements sur la vision du ciel étoilé la nuit
donc je décortique
ça pour l'instant :
http://www.astrosurf.com/toussaint/d...unatique07.htm

la rotation autour du barycentre se fait à priori sur une période d'une lunaison donc de 28/29 jours
comment cela peut il être à l'origine d'une marée secondaire qui se produit tous les jours?

help ? quelqu'un d'autre pour me répondre?

[Gilgamesh]

pour qu'il y a action centrifuge il est nécessaire qu'il y ait une rotation " réelle" autour d'un axe. oui/non?

Oui.

comme j'ai un peu de mal à superposer à la fois la considération de base de la lune tournant autour de la terre ( chacunes tournant sur elles-mêmes comme on sait) et la rotation des deux autour du barycentre du couple terre/lune
j'essaye de mieux comprendre dans quel rapport de temps ou de cycle lunaire cela se produit

et les conséquences de ces deux mouvements sur la vision du ciel étoilé la nuit
donc je décortique
ça pour l'instant :
http://www.astrosurf.com/toussaint/d...unatique07.htm

la rotation autour du barycentre se fait à priori sur une période d'une lunaison donc de 28/29 jours
comment cela peut il être à l'origine d'une marée secondaire qui se produit tous les jours?

help ? quelqu'un d'autre pour me répondre?

Parce que la Terre tourne sur elle même tandis que le bourrelet reste dirigé selon l'axe Terre Lune. Donc une région donnée de sa surface passe deux fois par ce bourrelet par 24h.

[rahane]

cette affaire de barycentre me parait d'une rare complexite( rare à mon échelle)
parce que la distance terre lune variant passablement logiquement le barycentre doit lui même du coup varier aussi....

donc la terre tournerait autour d'un barycentre lui-même mouvant
ou alors c'est l'ensemble des mouvements qui créé le mouvement?
un peu comme la question du mouvement perpétuel dans les horloges

[Gilgamesh]

Non, il faut que tu considères le barycentre comme un point fixe. Plus exactement, que dans l'orbite autours du Soleil, c'est ce barycentre qui décrit une ellipse parfaite, tandis que les trajectoires des centres de la Terre et de la Lune oscillent autours du tracé de l'ellipse.

Tu peux regarder sur cette page : Introduction to Ocean Tides

Notamment cette animation (en Flash) : Tidal Forcing During a Complete Lunar Cycle

Ceci dit, je réitère ce que j'ai déjà dit plus haut : la simple combinaison d'un bourrelet ellipsoïdal lunaire et solaire sur une Terre en rotation est loin de rendre compte de la diversité des phénomènes de marées, qui impliquent des résonances de bassins qui peuvent être très complexes, de la même façon que la forme d'un instrument influe énormément sur le son produit (création d'harmoniques, modification de l'enveloppe sonore...).

Ci-dessous : hauteur des marées (marnage) sur l'ensemble du globe.

[mach3]

Bon, j'essaie un truc. On va rappeler quelques notions physiques de base et les appliquer à des cas simples.

1)il existe des référentiels, dits référentiels galiléens, dans lequel les objets qui ne sont soumis à aucune force sont en mouvement rectiligne uniforme, c'est à dire que leur vitesse, quelle soit nulle ou non, ne change pas, ni en grandeur, ni en orientation. C'est la première loi de Newton, concernant l'inertie.

2)Dans un référentiel galiléen, si des forces s'appliquent à un objet, il aura une accélération dans la direction de la somme de ces forces, accélération dont la grandeur sera d'autant plus petite que la masse de l'objet est grande. C'est la deuxième loi de Newton, le principe fondamental de la dynamique.

3)Dans un référentiel galiléen, si un objet subit une certaine force F, alors tous les autres objets présents doivent subir des forces qui, si on en fait la somme, compensent exactement la force F. Dit d'une autre manière, dans un référentiel galiléen, la somme de toutes les forces appliquées à tous les objets est nulle. C'est la troisième loi de Newton, concernant l'action et la réaction

4)Quand le référentiel n'est pas galiléen (par exemple le référentiel Terrestre, ou le référentiel où la Terre et la Lune sont immobiles, ou encore un référentiel où une fusée accélérant plein gaz est immobile) des objets ne subissant aucune force ont généralement un mouvement accéléré. Des objets soumis à des forces n'ont pas l'accélération qu'ils sont censés avoir. Il y a une composante de l'accélération qui apparait spontanément, elle n'est pas "physique", mais due au choix d'un référentiel non galiléen (le choix d'un référentiel est arbitraire, et la nature se moque des choix que l'on fait pour la décrire). On l'appelle accélération d'entrainement. Multiplié par la masse de l'objet qui la subit, on obtient ce qu'on appelle une force d'entrainement. C'est une force dite "fictive", c'est-à-dire qu'un choix de référentiel approprié fait disparaitre cette force. La force centrifuge et la force de Coriolis sont deux exemple très connus de forces fictives. L'ajout de forces fictives permet de faire fonctionner les points 1) et 2) dans les référentiel non-galiléen, pas le point 3)

5)Les forces fictives partagent une caractéristique importante avec la gravitation : elle s'exercent sur tout le volume d'un corps et pas seulement une surface et leur effet ne dépend pas de la masse à laquelle elles s'appliquent. Si elles ne varient pas trop dans le volume d'un objet, alors tout ses points subiront la même accélération, ils resteront donc immobiles les uns par rapport aux autres, il n'y aura pas de contraintes interne, pas de déformation due à ces forces. Par contre si elles varient dans le volume de l'objet, il y aura des contraintes et éventuellement déformation.

cas a : une fusée en accélération rectiligne uniforme.

Dans un référentiel galiléen, la fusée accélère, il y a une force de poussée des gaz sur sa tuyère, en contre-partie, il y a une force qui accélère les gaz dans l'autre sens (donc les ralenti). Un passager de la fusée est aussi en mouvement accéléré, et la force en cause est ce qu'on appelle la réaction du plancher de la fusée : les liens, de nature électromagnétique, entre les atomes constituant le plancher, font que sa déformation est limitée et qu'il est imperméable. Cette force est d'ailleurs ressentie par le passager : il y a une légère déformation de sa personne aux points où elle touche la fusée et en plusieurs point de son corps. Accéléré, le plancher poussera tout ce qu'il croise sur son chemin, y compris les pieds ou les fesses d'un passager, auxquels seront communiqué l'accélération. Les objets lâchés par un passager dans la fusée partiront à la vitesse de la fusée au moment du lâcher, et conserveront cette vitesse, jusqu'à ce qu'ils soient rattrapés par le plancher, qui lui, accélère.

Vu dans un référentiel non galiléen, où la fusée est immobile, la situation s'interprète d'une manière un peu différente. La fusée n'a pas d’accélération (au sens cinématique, sa vitesse ne change pas dans le référentiel considéré), pourtant elle est soumise à une force de poussée vers le haut. Il y a donc, dans ce référentiel, une force d'entrainement fictive vers le bas, très semblable a une force de pesanteur par ailleurs (l'expression de cette force étant la masse de l'objet à laquelle elle s'applique multiplié par l'accélération d'entrainement), qui compense exactement. Les passagers, immobile dans la fusée, sont soumis à la force de réaction du plancher, vers le haut, mais aussi à la force d'entrainement vers le bas, donc somme des forces nulles, ils ne bougent pas. Les objets que lâchent les passagers accélèrent vers le bas jusqu'à ce qu'ils s'écrasent sur le plancher : leur mouvement accéléré s'explique par la force d'entrainement vers le bas.
Il s'agit de deux descriptions d'une seule et unique situation

cas b : un enfant sur un tourniquet.

Dans un référentiel galiléen, le tourniquet est en rotation uniforme. Les différentes parties du tourniquet ont donc une vitesse constante en grandeur, mais en changement de direction perpétuel : il y a une accélération centripète appliquée à chaque partie du tourniquet, d'autant plus grande qu'elle est loin du centre. Cette accélération est simplement due aux forces électromagnétiques qui lient les atomes du tourniquet les uns aux autres. Chaque atome est retenu par son voisin plus près du centre que lui, lui-même retenu par son voisin, et ainsi de suite jusqu'au centre. Tant que le tourniquet ne tourne pas trop vite, les forces entre ses atomes sont suffisantes et son intégrité est préservée, moyennant quelques déformations mineures et généralement réversibles : les différentes parties du tourniquet sont en tension, si il y a des parties élastiques, elles vont s'allonger si la vitesse de rotation augmente. Un enfant, installé sur le tourniquet, se cramponne, afin que les poignées exercent sur lui la force suffisante pour qu'il tourne avec le tourniquet. Si il lâche les poignées, il ne subit plus de force et part donc en mouvement rectiligne uniforme (on négligera la pesanteur ici, pas utile). Sa nouvelle trajectoire sera une droite tangente à la trajectoire circulaire qu'il occupait juste avant. Il est éjecté du tourniquet car il n'y a plus de force pour le retenir dessus, plus de force pour maintenir le mouvement de rotation uniforme. Plus de force, mouvement rectiligne uniforme.

Dans un référentiel non galiléen, ou le tourniquet est immobile, il apparait une force d'entrainement centrifuge, fictive. Elle compense exactement les forces de tension centripète qui sont présentes. Elle explique qu'un enfant ait besoin de se cramponner pour rester immobile : il faut que le tourniquet exerce sur lui une force centripète qui compense exactement la force centrifuge. Si il lâche, il est accéléré vers l'extérieur par la force centrifuge.
Idem, deux descriptions d'une seule et unique situation

cas c : le système Terre-Lune

Dans un référentiel galiléen, les seules forces qui s'appliquent sont (si on considère Terre et Lune comme deux corps rigides et homogène, on va rester simple) la force de gravité de la Terre sur la Lune et la force de gravité de la Lune sur la Terre. En vertu du principe d'action-réaction, ces deux forces sont égales et opposées. La Terre étant plus lourde que la lune, il en résulte, que l'accélération de la Terre est plus faible que celle de la lune. Les deux sont en mouvement accéléré, aucune n'est immobile. La Terre décrit un petit cercle, et la lune un plus grand cercle (on simplifie, ce sont des ellipses en réalité), de même centre. Elles bouclent ces cercles en un temps égal, et sont toujours sur une droite passant par le centre commun des cercles, ce centre étant toujours entre elles. On peut vérifier que cela correspond avec le fait que l'accélération de la Lune est plus forte que celle de par la Terre.
La Lune est en rotation synchrone avec la Terre, elle lui présente toujours la même face. Un objet posé à sa surface, et immobile par rapport à cette surface doit avoir un mouvement circulaire uniforme. Selon l'endroit sur la Lune, ce mouvement sera soit plus accéléré (plus loin du centre du cercle que le centre de la lune) ou moins accéléré. Cette accélération doit s'expliquer par une somme de forces. Il y a la force de gravitation de la Lune, la force de gravitation de la Terre et la force de réaction du sol lunaire. Cette force de réaction est la variable d'ajustement (si elle ne s'ajustait pas, l'objet bougerait par rapport au sol, ce qui peut arriver si l'adhésion au sol est insuffisante). Elle ne sera parfaitement verticale (par rapport au sol lunaire) qu'aux point sur la ligne joignant les centres de la Lune et de la Terre, ailleurs elle aura une composante horizontale (toujours par rapport au sol lunaire). Sa grandeur variera d'un point de la surface lunaire à un autre. On note que la seule force "subie" (au sens du 5) ) par l'objet sur le sol lunaire est la force de réaction du sol.
Pour un objet posé à la surface de la Terre, c'est un peu plus compliqué, car la Terre tournant sur elle-même en plus de tourner autour du centre de son orbite, et pas du tout à la même période, la trajectoire de l'objet ressemblera un peu à ce qu'on obtient avec un spirographe. Mais comme précédemment, l'accélération, bien que plus complexe, de cet objet doit s'expliquer entièrement en terme de force de gravité de la Terre et de la Lune ainsi que de la réaction du sol terrestre. Idem, c'est la réaction qui sera une variable d'ajustement et dont la grandeur et la direction vont varier au cours du temps.

Dans un référentiel non-galiléen où le centre de la Terre, et la Lune sont immobiles, il faut ajouter des forces centrifuges pour compenser les forces de gravité. Idem, en plus compliqué, pour le référentiel non-galiléen terrestre, où la Terre est immobile, sans rotation et où la lune tourne autour de la Terre en presque 24h, il faut ajouter des forces d'entrainement pour expliquer l'immobilité de la Terre malgré la gravitation engendré par la Lune et la vitesse de rotation rapide de la lune autour de la Terre. En fonction du référentiel choisi, on verrait (mais ce message est déjà trop long et les choses se compliquent quand même beaucoup) le rapport étroit entre forces de réaction du sol et forces d'entrainement, et le rapport étroit entre la variation dans l'espace (on parle de gradient) des forces de gravité et d'entrainement et les forces de marées. Un cas intéressant est de considérer non pas un objet posé au sol, mais un objet relié au sol par des ressorts...

m@ch3

[rahane]

heu.... là j'en ai pour un bon moment à digérer le tout lol
ya une grosse vague qui m'a fait perdre pied

"il faut ajouter des forces centrifuges pour compenser les forces de gravité"
c'est une façon de parler ... il y a nécessairement des forces à l'équilibre pour valider une immobilité ou un équilibre justement.

bon je relirais tout lentement.

mercimerci

[mach3]

"il faut ajouter des forces centrifuges pour compenser les forces de gravité"
c'est une façon de parler ... il y a nécessairement des forces à l'équilibre pour valider une immobilité ou un équilibre justement.

Le point est dans le fait qu'il est nécessaire d'ajouter ces forces pour expliquer le mouvement avec les lois de Newton uniquement parce qu'on a choisi un référentiel non galiléen. On peut toujours faire une description dans un référentiel galiléen, où tous les mouvements sont expliqués par des forces non fictives et où les forces d'entrainement comme la force centrifuge n'existent pas.

m@ch3

[rahane]

Non, il faut que tu considères le barycentre comme un point fixe. Plus exactement, que dans l'orbite autours du Soleil, c'est ce barycentre qui décrit une ellipse parfaite, tandis que les trajectoires des centres de la Terre et de la Lune oscillent autours du tracé de l'ellipse.

Notamment cette animation (en Flash) : Tidal Forcing During a Complete Lunar Cycle
.

Super cette animation
extrêmement claire
on voit bien que la terre avance le barycentre collé à l'ellipse ( du trajet annuel) et la giration décentrée sur la période lunaire ainsi que toutes les marées.
si je calcule bien
la terre se déporte d'environ 4661km 14 jours sur la partie interne de l'ellipse et 14 jours sur la partie externe et défilent ainsi toutes les lunaisons sur une années
cela fait une sinusoide étalée d'amplitude 9322km au total

la terre est penchée sur son axe d'environ 23° et c'est cette inclinaison qui génère été dans l'hémisphère nord et hiver dans l'hémisphère sud et inversement quand elle arrive de l'autre coté de l'ellipse. présentant tantot sa partie nord plus proche ou plus éloignée du soleil
grosso modo l'hémisphère nord ( à Paris) en été est à peu près 2500km en déport vers le soleil et 2500km en déport éloigné du soleil en hiver par rapport à la situation équinoxiale et cela suffit pour générer les saisons, soit grosso modo une amplitude de 5000km au total
une quelconque alternance autour de sa trajectoire devrait se traduire tous les mois par une variation de température bien supérieure à celle de l'été et de l'hiver

alors comment se conjugue cette trajectoire du barycentre avec l'inclinaison de 23°?

[Lansberg]

la terre est penchée sur son axe d'environ 23° et c'est cette inclinaison qui génère été dans l'hémisphère nord et hiver dans l'hémisphère sud et inversement quand elle arrive de l'autre coté de l'ellipse. présentant tantot sa partie nord plus proche ou plus éloignée du soleil
grosso modo l'hémisphère nord ( à Paris) en été est à peu près 2500km en déport vers le soleil et 2500km en déport éloigné du soleil en hiver par rapport à la situation équinoxiale et cela suffit pour générer les saisons, soit grosso modo une amplitude de 5000km au total
une quelconque alternance autour de sa trajectoire devrait se traduire tous les mois par une variation de température bien supérieure à celle de l'été et de l'hiver

alors comment se conjugue cette trajectoire du barycentre avec l'inclinaison de 23°?

Non, non, non.... ce n'est pas une question de distance. L'hiver début janvier (pour nous), la Terre est plus proche du Soleil d'environ 4 millions de km par rapport au début de l'été !! C'est l'inclinaison des rayons du Soleil qui est responsable des saisons et la durée de présence du Soleil au-dessus de l'horizon.

[rahane]

donc en gros l'été ou l'hiver est une question de nombre d'heure de soleil/jour et surtout de "longueur des ombres" liées à la verticalité du soleil qui "tape " plus fort

( pour voir si vraiment on a tous été à la même école je demanderais aux gens de ma génération comment il conçoivent la chose. Je n'étais pourtant pas mauvaise élève...)

c'est incroyable mon degré d'ignorance astronomique...

[Lansberg]

Entre le solstice d'hiver et le solstice d'été, la hauteur du Soleil au dessus de l'horizon à midi solaire passe de 21,5° à 68,5° pour une latitude de 45° (Bordeaux par exemple). Une même quantité d'énergie solaire est "dispersée" sur une surface plus grande en hiver qu'en été d'où les différences de température. L'effet de distance entre la Terre et le Soleil joue un peu mais c'est loin d'être l'essentiel.

[rahane]

je reviens sur cette histoire de la terre tournant autour de son barycentre Terre/ lune

essayant de visualiser le trajet de notre terre je me suis dit que lorsqu'elle est aux deux maximums de la sinusoïde qu'elle décrit lorsqu'on se trouve sur la face nocturne cela devait modifier l'heure de lever (ou de coucher) de certaines étoiles ou planètes sur l'horizon
on va prendre les planètes d'abord, les lentes bien sur parce que leur position sur 2 mois ne va pas bouger des masses et donc en 2 mois environ la terre va zigzaguer 2 fois ce qui devrait faire varier l'heure de lever ou de coucher de saturne uranus neptune( s'ils sont en ciel nocturne évidemment)
vu le temps que sont resté les astronomes de tout poils rivés à leurs lunettes astronomiques certains ont ils remarqués quelque chose?

mais y a til quelque chose à remarquer?

et les marins?

[Lansberg]

Les levers et couchers des astres sont liés à la rotation de la Terre sur elle-même et à son mouvement autour du Soleil.
La trajectoire du centre de la Terre est quasiment confondue avec celle du barycentre du système Terre-Lune astronomiquement parlant.

[phys4]

Comme le barycentre est à l'intérieur de la Terre, elle se déplace de moins de son diamètre sur la sinusoïde. Le mouvement est souvent amplifié sur les dessins pour éclaircir la figure.
Pour les étoiles l'effet sur la parallaxe est négligeable, il doit être mesurable pour les planètes proches.