Bonjour à tous,
Par simple curiosité, j'ai 2 questions :
la première : sachant que la lune s'éloigne de la terre à la vitesse de 3 cms/an. Combien d'années cela prendra-t-il pour qu'elle quitte définitivement l'orbite terrestre ?
La deuxième : même chose avec l'atmosphère terrestre qui se "dilue" dans l'espace.
En vous remerciant infiniment d'éclairer mon ignorance ... mille mercis !!
[QUOTE=MeinsteinButen;4133486].......la lune s'éloigne de la terre à la vitesse de 3 cms/an. ......QUOTE]
Bonjour MeinsteinButen,
Je savais que, par un phénomène de marées (que je n'ai pas totalement compris), la lune a été progressivement contrainte, au cours du temps long, de présenter toujours la même face à la terre.
Je suppose que la terre fera de même avec le soleil, pour les mêmes raisons.
Par contre, je ne sais pas par quel mécanisme la lune s'éloigne de la terre. Le savez-vous ? Merci
Ciron
Elle le fera avec la Lune, car ses effets de marée sont plus importants.Envoyé par Ciron
La rotation de la Terre ralentit (c'est ce qui va amener à se synchroniser avec la Lune). Hors il y a une quantité en physique qui doit être conservé, c'est ce qu'on appelle le moment cinétique. En gros c'est la quantité de "rotation". Si la Terre ralentit le moment cinétique diminue, il doit donc augmenter autre part, et en s'éloignant de la Terre, la Lune gagne du moment cinétique, de sorte que le moment cinétique total du système Terre-Lune est conservé.
Cela répond à la question de MeinsteinButen: La lune ne quittera pas l'orbite terrestre car quand la rotation de la Terre sera synchronisé avec la Lune, il n'y aura plus de perte de moment cinétique et la Lune ne s'éloignera plus.
Bonsoir , oui, imaginons un patineur qui tourne sur lui même, il est accroché à une grue .
On le dépose sur une plaque de glace qui peut tourner librement,(sans frottement comme il se doit ) un petit iceberg, par exemple , au milieu si possible .
Une fois le patineur posé, ses patins vont le freiner, mais cela va faire tourner l'iceberg, une fois le patineur arrêté (en fait il tournera à la même vitesse que l'iceberg) ; l'iceberg et le patineur tourneront indéfiniment sans ne plus modifier leur vitesse . le moment cinétique patineur + iceberg sera égal à celui du patineur avant le contact avec l'iceberg ...
Le patineur a transféré entièrement son moment cinétique à celui de l'iceberg , et on peut calculer très précisément donc , comment vont tourner les 2 à la fin ; et ce qui est notable c'est que c'est indépendant des frottements (chaleur dissipée petite ou grande )
.Pour la Terre et la Lune c'est pareil,(dans le principe) sauf que ce qui relie les 2 objets ce n'est pas le frottement des patins , mais la gravité .
La Lune a déjà synchronisé sa révolution autour de la Terre avec sa rotation sur elle même . Elle ne subit ainsi plus les effets de marée terribles qu'elle devait avoir (marée rocheuse)
La Lune, grâce aux 2 bosses qu'elle crée sur la Terre(2 marées) ralentit la rotation de celle ci, alors, pour compenser la Lune augmente son moment cinétique en s'éloignant, en utilisant le lien de la gravitation , un peu comme s'il y avait une corde entre les 2 planètes ...
Enfin, c'est comme ça que j'ai compris le mécanisme, il y a eu une discussion en physique là dessus sur ce forum ...
1max2mov
Je ne comprends pas car la Terre et la Lune sont déjà synchronisées aujourd'hui et on observe toujours un éloignement de la Lune.
Non, seule la Lune a synchronisé sa période de révolution sur sa période orbitale (28 j).
La Terre tourne sur elle même 28 fois plus vite.
a+
Parcours Etranges
A mon avis, avant que la Terre soit synchrone avec la Lune, notre système planétaire aura disparu depuis longtemps.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Encore patienter 50 milliards d'annees....
http://forums.futura-sciences.com/pl...ml#post4155986
T-K
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
Bonjour Gloubiscrapule,
Ok, c'est plus clair. Merci
A-t-on calculé de combien la lune s'éloignera encore de la terre ?
Il me semble avoir entendu dire que, si la lune s'éloigne encore significativement, l'axe de rotation de la terre pourrait devenir un peu cahotique, ce qui induirait des changements violents de saisons (6 mois polaires suivis de 6 mois torrides, par exemple). Qu'en est-il ?
Ciron
L'attraction de la Lune entraîne théoriquement l'élongation de la Terre dans l'axe Terre-Lune (formation de bourrelets). Ces bourrelets se déplacent sur la surface de la Terre car sa rotation et la révolution de la Lune ne sont pas synchrones: La Terre ne présente pas toujours la même face à la Lune.
Seulement, cette déformation ne se fait pas sans résistance (ex, frottement de l'eau des océans sur les fonds océaniques), elle prend du temps, du retard et du coup, l'axe d'élongation maximale n'est pas tout à fait aligné sur l'axe Terre-Lune. De ce décalage résulte une force perpendiculaire à l'axe Terre-Lune ("torque" sur cette figure tirée de Carone et al (2006) Planetary and Space Science, 55, p643-650):
Cette force s'applique aux bourrelets de la Terre avec pour effet de ralentir sa rotation et s'applique sur la Lune avec pour effet d'accélérer sa vitesse orbitale, et donc la faire passer sur une orbite plus haute: La Lune s'éloigne de la Terre.
Au bilan il y a un transfert d'énergie cinétique de la Terre vers la Lune.
Maintenant, imaginons qu'il existe un phénomène indépendant de l'effet de marée qui accélère la rotation de la Terre, compensant exactement la décélération causée par l'effet de marée. Dans ce cas, la Lune s'éloignerait de la Terre sans que la Terre ne ralentisse sa rotation. Dans le cas de figure ou l'accélération serait supérieure à la décélération propre à l'effet de marée, la vitesse rotation de la Terre augmenterait et la Lune s'éloignerait!
Amusant non?
“if something happened it’s probably possible.” Peter Coney
On voit cette erreur assez souvent, mais c'est vrai que c'est contre-intuitif. La vitesse orbitale diminue quand on "monte" en orbite (en prenant des orbites circulaires).
Par exemple la Lune va à à peu près 380000 x 2pi / 29 = 82000 km par jour (1 km/s), alors qu'un satellite en orbite basse, faisant une orbite en 1h30, fait 16 x 40000 = 640000 de km par jour (7 km/s) !
La Lune "monte" bien en orbite, elle gagne en énergie totale, mais perd en énergie cinétique...
Dernière modification par Amanuensis ; 17/09/2012 à 23h04.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Merci Pfhoryan pour ces clarifications.
Aussi, le dessin est apprécié, car il aide à comprendre intuitivement (pour les non-spécialistes).
Sur votre dernier commentaire "amusant" : le "phénomène indépendant de l'effet de marée".
Quel pourrait-il être ? Un gros météore ?
Ciron
Euh, oui, tout à fait, je suis allé un peu vite. ça se voit d'ailleurs tout de suite avec la troisième loi de Kepler. Merci pour la rectification.
Oui, il y a donc un transfert d'énergie cinétique en énergie potentielle.
“if something happened it’s probably possible.” Peter Coney
Pourquoi pas si il a une masse non négligeable par rapport à la Terre, va très vite, a une trajectoire quasi tangentielle, parallèle à l'équateur, et dans le sens de rotation.
Mais dans ce cas, ce serait une accélération ponctuelle. Une pichenette en quelque sorte.
Dernière modification par Pfhoryan ; 18/09/2012 à 00h58.
“if something happened it’s probably possible.” Peter Coney
Pour pfhroyan et amanuensis , les 2 astres ne s'échangent pas de l'énergie, je crois,elles s'échangent du moment cinétique , ce n'est pas la même chose .
Je vois les choses ainsi La Lune avec "2 bras invisibles" tire sur ces 2 bourrelets qui sont décalés , en créant un couple qui tend à les faire revenir en bonne place (dans l'alignement Terre-Lune)ce faisant elle prend de la vitesse de rotation , comme une personne , qui tendrait ses 2 bras pour essayer de freiner avec ses mains une grosse boule en rotation devant lui...
Évidemment les bras , c'est la gravitation , dont on ne connait pas le mécanisme physique...(les bras)..
1max2mov
Vous niez que l'énergie mécanique totale de la Lune augmente quand le demi-grand axe de son orbite augmente ?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
AmanuensisNon, je parle d'échange, les 2 astres s'échangent du moment cinétique car ils sont en interaction gravitationnelle , c'est comme ça que je le vois ..Ils ne s'échangent pas de l'énergie directement .Vous niez que l'énergie mécanique totale de la Lune augmente quand le demi-grand axe de son orbite augmente ?
Le fait d'augmenter ce moment, pour la Lune lui fait de conséquence augmenter son énergie . ( loi de conservation totale de l'énergie).
Mais le moteur de ce phénomène n'est pas la conservation de l'énergie . Si l'un des 2 astres recevait de l'énergie calorifique par un météorite, par exemple , ou de l'énergie de rotation seulement , l'autre n'en serait pas affecté.
Ordinairement, 2 astres ne s'échangent pas d'énergie , directement ; leur interaction gravitationnelle fait que le moment cinétique total est conservé , je pense .. J'ai donné l'exemple du patineur qui tourne sur un iceberg , durant l’interaction, il y a à tout moment conservation du moment cinétique total , pour l'énergie calorifique , le patineur en prend un peu , l'iceberg aussi , le reste part en lumière...L'énergie totale est conservée évidemment .
1max2mov
Ben oui. Moi aussi. L'énergie diminue d'un côté et augmente de l'autre. Un échange...
Parce que l'énergie est conservée, comme la quantité de moubement, comme le moment cinétique.
Vous pouvez mettre effet et conséquence dans le sens que vous voulez, cela n'a pas grand sens physique. Le fait est que les deux augmentent conjointement, c'est une conséquence des les lois de Képler.Le fait d'augmenter ce moment, pour la Lune lui fait de conséquence augmenter son énergie . ( loi de conservation totale de l'énergie).
Dernière modification par Amanuensis ; 18/09/2012 à 11h49.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Je suis d'accord, un point où j'ai un peu du mal c'est pourquoi la Lune respecte une ellipse.
Elle ralentit donc pour rester en orbite elle doit s'éloigner, mais pourquoi le fait-elle et ne tombe pas sur la Terre ?
En fait, les équations permettent les deux cas. Pour une orbite prograde inférieure aux géosynchrones, les effets de marée font spiraler vers l'intérieur, et l'objet tombe sur Terre (l'énergie de l'orbite et son moment cinétique diminuent conjointement). Pour une orbite prograde au-dessus, cela éloigne jusqu'à géosynchronisme. Pour les orbites rétrogrades, c'est encore différent.
Mais si on pousse plus loin, c'est bien le cas, la Lune finirait par tomber. En effet, l'orbite géosynchrone est métastable ; si quelque chose vient freiner la Lune une fois qu'elle a atteint la géosynchronie (lui faire perdre de l'énergie totale), alors elle passe sous l'orbite géosynchrone, et les effets de marée vont la faire tomber...
Une (vague) explication avec les mains, pour le cas de la Lune (prograde au-delà de l'orbite géosynchrone), conserver à la fois l'énergie (quitte à en dissiper une partie) et le moment cinétique ne peut se faire que dans le sens de l'augmentation de l'énergie totale de l'orbite au détriment de l'énergie de rotation de la Terre. Le fait qu'une partie de l'énergie soit dissipée interdit la solution inverse.
Dernière modification par Amanuensis ; 18/09/2012 à 13h49.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Merci de ta réponse. Ce n'est pas très clair, je ne comprends toujours pas pourquoi. Il doit surement avoir moyen de vulgariser le phénomène pour que ce soit intuitif...
Je vais essayer autrement. La rotation de la Terre ne peut diminuer, freinée qu'elle est par les bourrelets voyageurs, que si le moment cinétique de la Lune augmente. Or cela n'est possible que si l'énergie orbitale totale de la Lune augmente aussi. Si le bilan énergétique était défavorable, ces échanges ne se produiraient pas. Mais il se trouve que les relations entre énergie et moment cinétique (l'une pour la Terre l'autre pour la Lune) font que le bilan énergétique est dans le bon sens, avec diminution de l'énergie mécanique totale (la différence étant dissipée en chaleur), et donc non seulement cela peut se faire, mais, comme souvent, cela se fait, en application de la seconde loi de la thermodynamique.
Autre manière de le dire, la "transformation" consistant en l'accroissement de l'énergie de l'orbite lunaire et la baisse de l'énergie de rotation de la Terre respecte les conservations, et est un phénomène exothermique, et "donc" se fait spontanément (ou du moins assez facilement). C'est comparable à nombre de réactions chimiques, où certains sous-systèmes vont gagner en énergie alors que la réaction d'ensemble est exothermique. C'est le bilan qui détermine la faisabilité et le sens de la "réaction", et non une condition comme quoi tous les sous-systèmes devraient perdre de l'énergie, transformée en chaleur.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Pour amanuensis réponse 22.
Peut-être mais justement le gros intérêt de ne pas s'occuper de la partie énergie , c'est que l'on peut calculer .Le bilan énergétique est très difficile à faire , on ne sait combien d'énergie thermique est dissipée .
Par contre on connait le résultat final (synchronisation de la rotation de la Terre sur sa révolution autour de la Lune ) , on pourrait en principe calculer .(Voir mon exemple avec le patineur posé sur un iceberg).
Il semble que Christian Butty l'ait fait http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/htm...LuneApprof.htm ; mais je repère des erreurs je ne sais s'il s'agit de typo ou quoi ! "D3 ω2 = G MT et ω = G2 MT2 D-3/2" . G c'est G et Mt masse de la Terre ..
Sinon là aussi , I = 2/5 MT RT2 W cos (23° 27') + 5 mL RL ω' P + mL G2 MT2 D2 >>>>Δ I=2/5 MTRT2 cos23°27' Δ W + 0 +½ + mL G2 MT2 D-1/2 Δ D cos 5° = 0
car Δω' = 0
Je trouve miraculeux alors qu'il trouve 3 cm !!
Sinon, comme d'habitude, il me semble que le calcul rigoureux est impossible . On a affaire à une force non centrale sur la Lune ,(A cause du freinage de la rotation terrestre par la Lune , par réaction ou conservation du moment cinétique)) cette force , faible certes, est tangente à la vitesse linéaire de la Lune . Je ne sais comment on traite une force non centrale !
1max2mov
Oui, dans le cas particulier du calcul du résultat final en termes d'orbites obtenues, le raisonnement sur la conservation du moment cinétique est la meilleure méthode. On en déduira deux des termes du bilan énergétique, et donc le troisième. Si on cherche la durée que cela prendra, l'analyse de la puissance perdue thermiquement est la bonne approche (cf. le lien que j'ai indiqué dans un autre fil, une thèse sur les orbites des satellites galiléens).
Cela ne change rien au fait qu'il s'agit tout autant d'échanges de moments cinétiques que d'échanges d'énergie.
C'est pareil dans de nombreux cas de mécanique, on peut raisonner aussi bien sur les échanges de quantité de mouvement (sur les forces donc) que l'énergie, on choisit ce qu'il y a de plus adapté selon ce qu'on veut calculer.
Dernière modification par Amanuensis ; 19/09/2012 à 16h59.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
