Marées , quel mécanisme de ralentissement ?

[triall]

Bonsoir à tous, on dit que la Lune a ralenti sa rotation, de manière à ne plus avoir à subir de marées terrestres .
On constate effectivement une synchronisation de sa période de révolution et de sa rotation .(révolution=autour de la Terre ; rotation = sur elle même)
Par symétrie, il en serait de même pour la Terre , qui verrait sa rotation ralentie jusqu'à ...synchronisation, un jour ?

Pour ne pas saturer le sujet, dans un premier temps quelqu'un connaît-il ou a-t-il une idée du mécanisme de ralentissement supposé de la terre , à cause des marées ..? J'ai admis, que ce ralentissement , s'il a lieu doit provoquer à l'inverse une augmentation du moment angulaire de révolution de la Lune, de manière à ce que ce moment global Terre-lune reste constant ..

Merci d'essayer de répondre dans un premier temps à la question en caractères gras ..

Bonne soirée .
-----

[LPFR]

Bonjour.
Les marées sont dues à la forme d'ovoïde de la surface de la mer, due aux mécanismes connus.
Si la terre ne tournait pas, l'axe majeur de l'ovoïde serait aligné avec la lune. Mais comme la terre tourne, elle "entraine" l'ovoïde dans sa rotation et celui-ci est décalé d'environ 3° (ce qui correspond à 12 minutes (temps). L'attraction de la lune exerce un couple sur cet ovoïde car l'attraction dépend du carrée de la distance et ce couple freine la terre, et accélère la lune.

Si vous lisez l'espagnol technique, vous trouverez des explications dans cette page de wikipedia.
Au revoir.

[triall]

Bonsoir.
Les marées sont dues à la forme d'ovoïde de la surface de la mer, due aux mécanismes connus..

Bonsoir, et merci pour la réponse, mais il semblerait qu'il y ait dans cette citation une erreur : les marées ne sont pas dues, ce sont plutôt la conséquence, ou un effet des marées.

Par contre le reste , le décalage de 3 ° pourrait expliquer le ralentissement , effectivement , mais ..Je réfléchis à une explication plus poussée. Par contre no pour l'Espagnol, même technique , dommage pour moi !
Merci beaucoup pour votre réponse .

[LPFR]

... les marées ne sont pas dues, ce sont plutôt la conséquence, ou un effet des marées.
...

Bonjour.
Je ne comprends pas votre phrase.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Bonsoir, et merci pour la réponse, mais il semblerait qu'il y ait dans cette citation une erreur : les marées ne sont pas dues, ce sont plutôt la conséquence, ou un effet des marées.

Double sens sur le mot "marée". J'explique.

1) Les "effets de marées" au sens de la théorie de la gravitation, réfèrent à la différence du champ gravitationnel en deux points distincts d'un objet. La partie de la Terre face à la Lune est plus proche de la Lune que le centre ou a fortiori l'autre face, ce différentiel est l'effet de marées et c'est ça effectivement qui déforme la masse d'eau.

2) Les marées au sens d'une modification périodique de la hauteur des eaux sont dues à la rotation de la Terre combinée avec la déformation ovoïdale.

[Amanuensis]

Bonjour,

L'attraction de la lune exerce un couple sur cet ovoïde car l'attraction dépend du carrée de la distance et ce couple freine la terre, et accélère la lune.

J'avais pensé à cette réponse quand la même question a été posée dans un autre fil, assez récemment. Ce qui m'a arrêté est qu'en modélisant la Lune comme un point matériel, elle exerce un couple sur la Terre sans qu'on perçoive clairement quel est le couple "réaction", ni donc comment ce couple "réaction" change le moment cinétique orbital de la Lune. Car on ne peut pas parler d'un couple s'exerçant sur le point.

Je subodore que c'est (comme souvent) un problème de référentiel. Doit falloir se mettre dans le référentiel où le centre de masse Terre-Lune peut se modéliser (pour le propos) comme en translation uniforme, et faire apparaître comme "couple réactif" quelque chose qui s'exerce non pas sur la Lune, mais sur l'ensemble Terre-Lune et en change le moment cinétique orbital. Cela reste assez flou, peut-être y-a-t-il moyen de clarifier en creusant dans cette direction.

Une autre manière de voir (la même chose) doit être que le décalage de l'ovoïde fait que la force de gravitation exercée par la Terre sur la Lune (et réciproquement) n'est pas exactement centripète (i.e., pas exactement dans l'axe des centres de masse). Or c'est à partir du fait que la force est centrale qu'on obtient l'invariance du moment cinétique orbital quand on dérive les lois de Képler (et en particulier la seconde, la loi des aires, qui n'est qu'une manière "visuelle" de présenter cette invariance). Comme elles ne sont pas centripètes, il y a un couple (ledit couple réactif) obtenu en prenant ensemble les deux forces comme s'exercant sur les centres de masse respectifs, couple qui augmente (avec la convention de signe idoine) le moment cinétique orbital commun.

Quoiqu'il en soit, je pense que ce sont des éléments de réponse pour ce qu'attend Triall. À compléter et améliorer.

[LPFR]

Re.
Le couple de la terre sur la lune est dû à ce que les deux "extrémités" de l'ovoïde ne sont pas alignées avec l'axe terre-lune. Les deux forces (mettons celles des deux moities (proche et distante de la lune) de l'ovoïde) ne sont pas parallèles et surtout ne sont pas identiques (à cause de la dépendance en 1/r²). Leur somme a une composante perpendiculaire à l'axe terre-lune.
A+

[triall]

Bonjour, merci pour vos réponses .
Pour LPFR, je ne comprends pas quand vous dîtes les marées sont dues à la forme d'ovoïde de la Terre (pas besoin qu'une planète soit ovoïde pour avoir des marées, une sphère suffit) , et pour Amanuensis, je ne comprends pas cette histoire de 2 sortes de marées .
Pour moi les marées (ou la marée) est un terme général qui a pour conséquence la montée des eaux ou de la terre ; cette montée est due à la différence de forces entre la partie devant et la partie éloignée .

J'ai bien compris sinon, le" retard" qu'avait l'ovoïde par rapport à l'axe Terre-Lune ou le passage de la Lune au méridien .
La force d'attraction en vert a une composante "anti-rotation" ..
Ceci explique le ralentissement de rotation (sur elle même ) de la Terre .

Ce ralentissement doit forcément se répercuter , donc par une accélération de la rotation Terre-Lune pour que le moment cinétique (ou angulaire on dit) global doit être constant . Là je ne vois pas bien le mécanisme , et je ne crois pas qu'il faille forcément que la force soit centrale pour la conservation de ce moment , il faut simplement que ce soit des forces "internes " au système, non ?
Il me semble que l'ovoïde(décalé) décale de fait le centre de masse et que dans les propos d'Amanuensis la force reste centrale.

Je pensais aussi à une force d'attraction non centrale , mais décalée par rapport au centre de masse à cause de la rotation, et d'un effet assez flou de la force de gravitation ; cette rotation décalerait légèrement la force qui ne serait plus centrale , et aurait une composante dans le sens de déplacement de la Lune (accélération , éloignement) .

Avec ce mécanisme qui reste un peu flou , une planète rétrograde comme Vénus devrait au contraire voir ralentir sa révolution autour du soleil, mais alors augmenter sa rotation . .. Tiens mais justement il se trouve que sa rotation est inférieure à sa révolution , la rotation de vénus augmenterait-elle ?

Il se trouve que le mécanisme donné par LPFR pour le ralentissement de la rotation de la Terre(sur elle même ) devrait donner une accélération de cette rotation pour une planète rétrograde , intéressant non ?

[Amanuensis]

Il me semble que l'ovoïde(décalé) décale de fait le centre de masse

Non, la symétrie reste ellipsoïdale, le centre reste invariant.

La force n'est plus centrale parce que le bourrelet côté Lune est devant (1/r² plus grand) et sur le côté de l'axe, et le bourrelet arrière (1/r² plus petit) est de l'autre côté. Cela ne se compense pas, la force n'est plus dans l'axe.

[LPFR]

Bonjour, merci pour vos réponses .
Pour LPFR, je ne comprends pas quand vous dîtes les marées sont dues à la forme d'ovoïde de la Terre (pas besoin qu'une planète soit ovoïde pour avoir des marées, une sphère suffit)...

Re.
Je n'ai pas dit que la terre avait une forme ovoïde (car c'est faux). J'ai dit que l'eau des océans prenait une forme ovoïde par des causes connues (et expliquées et calculées dans wikipedia en espagnol). Les marées sont dues à la rotation de la terre par rapport à cet ovoïde. Ce qui explique des marées doubles ou simples suivant la latitude.
J'ai expliqué dans le post #7, comment ce retard de l'ovoïde crée un couple qui accélère la Lune.
Si la lune était rétrograde, le retard freinerait la lune et l'effet de l'attraction de la lune sur les extrémités de l'ovoïde accélérerait la terre.

Pour couper des cheveux en quatre, il y aussi des marées terrestres de moindre amplitude et la sphère aplatie de la terre, s'allonge aussi dans la direction terre lune et forme un ovoïde (beaucoup moins ovoïdal que l'eau, si je peux dire). Dans la lune, c'est ce type de marée "sèche" qui a ralenti et freiné la lune.
A+

[mariposa]

Bonjour,


Pour compléter.

supposons, provisoirement, que la Terre tourne sur elle-même en 1 mois cad que les 3 oscillateurs:


1- rotation de la terre sur elle-même,

2-rotation de la lune sur elle-même et

3- rotation de la lune autour de la Terre soient synchrone, cad de même fréquence.

Dans ce cas les dipôles de masse de la Terre et de la Lune seraient alignés pour minimiser l 'énergie de potentielle gravitationnelle Terre-Lune.



Oui mais, la Terre tourne beaucoup plus vite que 1 mois!

dans ce cas la rotation de la partie sphérique de la Terre entraine par frottement le dipôle de masse de la Terre (que je réduis pour la compréhension à la masse liquide). Conséquences :

1- Transfert du moment cinétique de rotation terrestre au moment cinétique des océans et ce à moment cinétique constant.

2- Cet effet d'entrainement augmente l'énergie potentielle de l'interaction des dipôles Terre-Lune (comme résultat du désalignement des dipôles)

3- En conséquences le moment cinétique de rotation de la Lune autour de la Terre augmente en s'éloignant de La Terre.



Au bilan la perte de moment cinétique de la Terre a été transférer au moment cinétique orbitale de la Lune.


Remarque:

Le synchronisme Rotation de la lune sur elle-même avec son mouvement orbital est conservé car la dynamique de cette synchronisation est plus "rapide" que le mécanisme précédent (c'est ce que l'on appelle techniquement une adiabacité).

[triall]

Pour Mariposa , je ne saisis pas le 2 et 3 .

Cet effet d'entrainement augmente l'énergie potentielle de l'interaction des dipôles Terre-Lune (comme résultat du désalignement des dipôles)

??

Il me semble qu'avec Amanuensis, on soit d'accord pour dire que la Lune a "besoin" d'une force concrète pour la faire tourner plus vite , on cherche donc une force non centrale,(sur la Lune) qui ait une composante qui accélère la Lune et une explication à ce "décentrage"

Pour LPFr, est-ce que le dessin ci dessus convient pour votre explication du ralentissement de rotation de la Terre ?

[LPFR]

...
Pour LPFr, est-ce que le dessin ci dessus convient pour votre explication du ralentissement de rotation de la Terre ?

Re.
Presque. Mais le dessin est incomplet. Il manque une autre flèche verte sur le bourrelet arrière, qui est plus petite. Ces deux forces créent un couple vers la droite dans le dessin.

On peut dire tout cela autrement. Si on calcule le centre de gravité de l'attraction lunaire sur la terre, il ne tombe pas pile sur le centre de masses mais il est un peu à droite (dans le dessin) et vers la lune.
Dans ce cas on aurait une seule flèche verte, près du centre de l'ovoïde.
A+

[mariposa]

Pour Mariposa , je ne saisis pas le 2 et 3 . ??

Bonjour,


Je précise:

Si les dipôles (ce que certains ont appelées les ovoïdes) sont alignés selon un axe Terre Lune l'énergie potentielle est minimale

Selon le point 1 La Terre en rotation tend à écarter le dipole Terre de l'axe précédent (3°) ce qui augmenter l'énergie potentielle Terre-Lune

Si l'énergie potentielle atteignait la valeur zéro alors la lune serait libre (cad sur une orbite de rayon infinie). Comme il s'agit d'une petite augmentation de l'énergie potentielle

la lune orbite avec un rayon plus grand de sorte qu'au bilan son moment cinétique orbitale augmente au dépens du "spin" de la terre.

Ce qui est la réponse à ta question initiale , me semble-t-il!.

[triall]

Bonjour, la réponse de Mariposa ne me convient pas , il me faut des forces concrètes, alors je tente un dessin ..Pièce jointe 163897Pièce jointe 163898

Je ne m'occupe en bleu que de la partie décentrée des forces vertes, comme celle au loin est plus petite en norme, la résultante est la force bleue au centre de la terre . Outre que le couple bleu ralentit la rotation de la Terre , sa résultante accélère la révolution de la Terre autour du centre de gravité Terre-Lune ..La Lune n'a alors plus qu'à suivre, le moment angulaire global est ainsi conservé .

Je ne sais pas si tout cela est bien correct ?

[mariposa]

Bonjour, la réponse de Mariposa ne me convient pas , il me faut des forces concrètes, alors je tente un dessin ..Pièce jointe 163897Pièce jointe 163898

Je ne m'occupe en bleu que de la partie décentrée des forces vertes, comme celle au loin est plus petite en norme, la résultante est la force bleue au centre de la terre . Outre que le couple bleu ralentit la rotation de la Terre , sa résultante accélère la révolution de la Terre autour du centre de gravité Terre-Lune ..La Lune n'a alors plus qu'à suivre, le moment angulaire global est ainsi conservé .

Je ne sais pas si tout cela est bien correct ?

Bonjour,

Des forces "concrètes"?

quand on parle de potentiel d'interaction, c'est un moyen puissant de parler des forces.Non!

Connais-tu la relation:

F= - A.Grad V


l'avantage de manipuler des potentiels au lieu de force est justement de manipuler des grandeurs scalaires en lieu et place de vecteurs.


Dans le contexte de ton problème l'interaction potentielle entre 2 dipôles de masse est équivalent en termes de forces a des couples de forces. Non!


En fait ta question initiale porte sur la question d'un transfert de moment cinétique entre la rotation de la Terre et le mouvement orbital de la Lune.

D'un point de vue méthodologique il s'agit donc de résoudre un problème de type:


1- Conservation du moment cinétique total et conservation de l'énergie totale (en négligeant la dissipation).

2- Les énergies sont de type cinétique et de type potentielle.


Il n'est donc pas nécessaire de faire appel au concept de forces mais seulement à son produit dérivé: le potentiel.

[triall]

Bonjour, je n'ai pas dit que la démonstration de Mariposa était nulle, j'ai dit qu'elle ne me convenait pas , pour de diverses raisons et entre autre mon niveau d'étude plus bas, sans aucun doute .Je préfère travailler avec des forces, et j'ai mis un dernier dessin qui n'a pas fonctionné semble-t-il , c'est une réponse que j'attends maintenant à propos de ce dessin et des commentaires que je fais sur ce schéma ..
terre-lune.jpg Voici la représentation de la révolution Terre-Lune Orbit3.gif Merci Wikipédia

[LPFR]

...et j'ai mis un dernier dessin qui n'a pas fonctionné semble-t-il , ...

Re.
Le problème est que Obi76 ne pourra pas s'occuper de valider nos pièces jointes avant la fin du mois. On revient à la situation précédente dans laquelle il fallait attendre des heures ou des jours pour qu'un modérateur passe par ici.
Patience.
A+

[triall]

Bonjour, zut alors, les dessins fonctionnent mais les commentaires non , sans les commentaires, très difficile, me semble-t-il de répondre ;il semble que le forum soit saturé à certains moments ...
Voici donc les commentaires sur le dessin joint (3ème essai) .
Les forces en vert sont des "pseudo-forces" dans le référentiel Terre accéléré vers la Lune, l'accélération est moins forte côté éloigné, et plus forte côté proche ..
En bleu, je ne m'occupe que de la force "non centrale" , plus importante pour la force proche de la Terre : ainsi cela crée un couple qui tend à ralentir la rotation de la Terre , pour qu'elle soit dans un avenir lointain (heureusement) synchrone; de plus , ce couple, en l'additionnant donne une résultante bleue au centre de la Terre dans le sens de sa révolution autour du centre de gravité Terre-lune , qui expliquerait donc l'accélération de la Terre dans cette révolution..La Lune n'a plus qu'à suivre ensuite , selon le gif animé joint ......Ainsi le moment angulaire global est conservé ..
Mais est-ce bien correct , tout cela ?

[LPFR]

Bonjour, zut alors, les dessins fonctionnent mais les commentaires non , sans les commentaires, très difficile, me semble-t-il de répondre ;il semble que le forum soit saturé à certains moments ...
Voici donc les commentaires sur le dessin joint (3ème essai) .
Les forces en vert sont des "pseudo-forces" dans le référentiel Terre accéléré vers la Lune, l'accélération est moins forte côté éloigné, et plus forte côté proche ..
En bleu, je ne m'occupe que de la force "non centrale" , plus importante pour la force proche de la Terre : ainsi cela crée un couple qui tend à ralentir la rotation de la Terre , pour qu'elle soit dans un avenir lointain (heureusement) synchrone; de plus , ce couple, en l'additionnant donne une résultante bleue au centre de la Terre dans le sens de sa révolution autour du centre de gravité Terre-lune , qui expliquerait donc l'accélération de la Terre dans cette révolution..La Lune n'a plus qu'à suivre ensuite , selon le gif animé joint ......Ainsi le moment angulaire global est conservé ..
Mais est-ce bien correct , tout cela ?

Re.
Je ne suis pas encore d'accord avec vos flèches vertes. Celle du fond est aussi une force d'attraction et doit être dirigée vers la lune. Elle est plus petite (un chouia) que la proche ce qui crée le couple. De plus, elles ne sont pas sur la surface de l'ellipsoïde mais plutôt sur le centre de masses de la moitié proche et sur celui de la moitié "distale".
La résultante "bleue" a une composante vers la lune plus une toute petite vers la gauche (celle que vous avez dessinée) qui ralentit la rotation de la terre autour du centre de masses terre-lune, et qui correspond au ralentissement de la lune.
De plus, le sens des rotations n'est pas clair. Vu du haut (du nord) tout tourne dans le sens positif (vers la gauche dans le dessin).
A+

[triall]

Bonsoir, LPFR, je rentre de WE, je me doutais que la flèche verte "centrifuge" ne conviendrait pas, mais je faisais ce dessin dans le référentiel -Terre accéléré , et je ne sais pas faire... Je sais que ce n'est pas une vrai force , cette force centrifuge, en fait pour elle , il n' y a pas assez de force pour pouvoir tourner comme le centre de gravité de la Terre ... Mais alors je ne trouve pas de couple qui freine la rotation de la Terre , par contre oui, ça pourrait ralentir sa révolution .

Les flèches violettes, par contre me semblent bonnes pour indiquer la révolution du couple Terre-Lune (28 jours) , voir le gif animé ..

Demain ou dimanche, je refais ma copie, avec de "vraies forces ce coup ci" mais le couple freineur de rota
tion est moins évident , à voir .Bonne soirée

[Fanch5629]

Bonjour.

Un lien vers un texte assez facile d'accès et qui explique bien des choses : http://www.sens-neuchatel.ch/bulletin/no26/marees.pdf

[LPFR]

Bonjour Fanch5629.
Effectivement, c'est un très bon texte. Clair, simple et avec des bon dessins.
Cordialement,

[triall]

Bonjour, je reviens vers vous , j'ai eu des problèmes ...terrestres .
Il faudrait que je révise mes cours , le pb je l'ai expliqué c'est que j'ai passé un deug math-physique par correspondance , il y a 10 ans, et je ne maîtrisais absolument pas ces histoires de grad , alors maintenant ...ce n'est pas par flemme que je ne ressors pas ces cours , j'ai ....peur .
Merci à fanch pour le lien , mais je bloque déjà sur le premier dessin (fig 1 ) j'ai fait une copie d'écran,ci jointe je pense qu'on a le droit , c'est un aperçu .
car je ne comprends pas les forces F1a et F2a , par contre , intuitivement, on comprend bien que F1 étant plus fort que F2 , l'effet a tendance à vouloir ramener le plan équatorial de la Terre vers le plan de l'écliptique , et cette différence étant aussi à l'origine des marées .
Quelqu'un peut-il m'expliquer ces forces F1a et F2a ? Merci

[LPFR]

Bonjour.
Les forces d'attraction sont dirigées vers le centre du soleil ou de la lune.
Chaque force peut se décomposer en une composante parallèle au plan de l'orbite F1a et F2a et une composante perpendiculaire au plan, qui crée le couple qui tend à ramener l'axe de rotation de la terre perpendiculaire au plan de l'orbite.
Au revoir.

[triall]

Aaaah , ok, merci, c'est plus clair maintenant pour ce propos ! Je reviens vers vous pour la suite ..

[invite752e4cdf]

Double sens sur le mot "marée". J'explique.

1) Les "effets de marées" au sens de la théorie de la gravitation, réfèrent à la différence du champ gravitationnel en deux points distincts d'un objet. La partie de la Terre face à la Lune est plus proche de la Lune que le centre ou a fortiori l'autre face, ce différentiel est l'effet de marées et c'est ça effectivement qui déforme la masse d'eau.

2) Les marées au sens d'une modification périodique de la hauteur des eaux sont dues à la rotation de la Terre combinée avec la déformation ovoïdale.

Totalement faux. Elles sont bien dues à l'effet de marée tel que vous le définissez en 1). Pas même besoin de la rotation de la Terre ni de sa forme ovoïdale.

[triall]

Bonjour à tous c'est ok pour le message d'Okert ..
Il me semble avoir compris que le ralentissement de rotation de la Terre était du aussi aux forces de frottement .Les marées , en soulevant, abaissant la terre et l'eau n'ont pas un mouvement "élastique" au sens où toute l'énergie accumulée lors de la montée, n'est pas intégralement rendue à la descente.. Ce qui me fait dire que l'énergie marée motrice est en fait un emprunt à la vitesse de rotation de la Terre , et n'est donc pas vraiment renouvelable.
Je m'étais, je crois ,emmêlé les pinceaux avec le sens de rotation de la terre , voilà il me semble avoir compris tout ça . C'est résumé dans ce dessin terre-lune3.jpg .
Dans le document suisse , il est indiqué que les marées liquides ont un retard de 90° , et les marées terrestres 3° ..
le dessin est un compromis . Pour l'effet de ralentissement de rotation de la Lune , et d'accélération de sa révolution, c'est encore plus clair me semble-t-il .lune-terre-3.jpg

Le problème de cette "démonstration" est la résultante R en bleu, et son point d'application C décalé vers B; je ne sais si on a vraiment le droit ? Bonne journée.

[triall]

Bonsoir, c'est pour savoir ce que vous pensez de l'addition des forces en vert dans le dernier dessin avec la résultante R placée vers le point B.

Je ne crois pas trop à cette "démonstration", car dans le cas d'une planète rétrograde, cet effet ralentit la rotation ET la révolution .... A moins qu'il y ait une avance de la marée au lieu du retard . Ça ne convient donc pas !

Il doit y avoir un lien plus profond entre la rotation de la Terre et la révolution de la Lune, car cette histoire de retard(3° et 90°)est une aubaine, il faudrait pouvoir aussi expliquer l'accélération de la révolution de la Lune corrélée avec le ralentissement de rotation de la Terre qui aurait pour cause uniquement le frottement des marées ..

A moins que ça m'est été expliqué et que je n'ai pas compris .Cf Mariposa: j'ai beau relire, je ne saisis pas cette histoire de dipôle et d 'énergie potentielle minimale .

[LPFR]

Bonjour.
La résultante bleue ne peut pas être du côté de la force faible. Vous avez fait une erreur dans le dessin. Il est évident que c'est la force la plus grande qui "gagne". Donc , la résultante doit se trouver plus haut que le centre de masse de la terre et se diriger vers le contre de la lune.
Au revoir.