Vitesse orbitale
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Vitesse orbitale



  1. #1
    Mailou75

    Vitesse orbitale


    ------

    Bonjour,

    Quand on parle de vitesse orbitale (et on pourrait faire les memes questions pour Vlib)
    celle ci est definie par rapport a quoi ?
    - l'observateur a l'infini
    - la surface de l'objet
    - le centre de l'objet
    - localement
    - autre ?

    Merci d'avance
    Mailou

    -----
    Trollus vulgaris

  2. #2
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Vitesse orbitale

    La vitesse orbitale ou de libération est définie par rapport au centre de masse du système.
    Parcours Etranges

  3. #3
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Incidemment, je ne vois pas trop ce que peut signifier définir une vitesse "par rapport à l'observateur à l'infini" ou "par rapport à localement".

    [Par ailleurs "par rapport au centre de l'objet" est ambigu même en comprenant comme centre de masse, faut compléter par des précisions implicites, celles usuelles. "Par rapport à la surface de l'objet" est moins ambigu.]
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  4. #4
    vanos

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    je ne vois pas trop ce que peut signifier définir une vitesse "par rapport à l'observateur à l'infini"
    J'imagine que ça veut dire un observateur extérieur à l'orbite.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invitef29758b5

    Re : Vitesse orbitale

    Salut

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    - l'observateur a l'infini
    - la surface de l'objet
    - le centre de l'objet
    En quoi la position de l' observateur influe sur la vitesse ?
    Si ces 3 référentiels sont fixes l' un par rapport à l' autre , tu peux prendre n' importe lequel , ça ne change rien .

  7. #6
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    salut et merci,
    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    La vitesse orbitale ou de libération est définie par rapport au centre de masse du système.
    D'accord, merci
    Comment ca se passe pour un trou noir, comment definir une vitesse sans un "temps" associé ?

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    En quoi la position de l' observateur influe sur la vitesse ?
    Si ces 3 référentiels sont fixes l' un par rapport à l' autre , tu peux prendre n' importe lequel , ça ne change rien .
    Et bien comme le temps de chacun est different la vitesse percue sera aussi differente.. a moins que les distances varient du meme facteur, dans ce cas une vitesse pourrait etre la meme pour tous !?
    Trollus vulgaris

  8. #7
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Comment ca se passe pour un trou noir, comment definir une vitesse sans un "temps" associé ?
    On ne peut pas définir de vitesse qui ne soit pas relative, et d'une certaine manière sans choisir un système de coordonnées dont une coordonnées est un "temps".

    C'est souvent implicite. Dans le cas de la solution de Schwarzschild, les coordonnées de même sont celles par défaut, c'est ce que dicte l'usage.

    (La référence à un "observateur à l'infini" doit venir des indications, courantes mais conceptuellement perverses, liant les coordonnées de Schwarzschild aux "observateurs à l'infini" ; seulement la relation entre coordonnées et "observateurs" n'est pas suffisamment rigoureuse pour qu'on puisse transposer cela en une notion de "vitesse par rapport à un observateur à l'infini".)
    Dernière modification par Amanuensis ; 30/10/2016 à 21h07.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  9. #8
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    Donc la reponse serait plutot que cette vitesse est definie par rapport àl'observateur a l'infini car c'est lui qui compte le temps "absolu" et ce sont il me semble ses mesures d'espace (regulier?) qui sont prises en compte pour definir le rayon orbital donc la distance parcourue et donc la vitesse, non ?

    merci
    Mailou
    Trollus vulgaris

  10. #9
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    La réponse dépend du contexte: mécanique de Newton, solution de Schwarzschild, cas plus généraux. Et de conventions.

    Comme souvent, la réponse dépend de ce qu'on veut en faire.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  11. #10
    inviteec0d6e6f

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Donc la reponse serait plutot que cette vitesse est definie par rapport àl'observateur a l'infini
    l'observateur a l'infini ??
    ba ça, ça ne veut strictement rien dire...
    La vitesse d'un corps en orbite est définie par le barycentre du système dans lequel il se trouve, c'est aussi simple et trivial que ça, comme te l'as dit plus haut Gilgamesh.
    Il n'y a rien a rajouter.
    Il ne viendrait a l'idée de personne d'essayer de calculer la vitesse d'un corps par rapport a une autre étoile que celle autour duquel il orbite, ça n'a simplement aucun sens.
    A l'idée de personne qui connaisse un minimum le sujet, sans s'emmêler les pinceaux avec de la 'pataphysique, bien entendu

  12. #11
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    c'est aussi simple et trivial que ça,
    Quand on se met des œillères et qu'on se restreint à la mécanique de Newton, mise en place au XVIIIe, c'est effectivement très simple.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  13. #12
    inviteec0d6e6f

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Quand on se met des œillères et qu'on se restreint à la mécanique de Newton, mise en place au XVIIIe, c'est effectivement très simple.
    C'est marrant que cette simplicité permette de faire des transits dans un système avec une telle exactitude.
    C'est peut être que ça doit fonctionner.
    Peut être as tu une autre solution plus complexe et alambiquée qui te satisferait.
    Si c'est le cas, nous sommes tout ouïe, et déjà impatient de l'entendre.
    Et si c'est le cas, la NASA sera très intéressée par tes propositions, vu qu'ils ont des œillères et se restreignent a la mécanique de newton avec les solutions techniques de Tsiolkovski qui ont plus d'un siècle

    T'inquiètes, quand on aura besoin d'utiliser la relativité pour faire des transit d'engins spatiaux dans un système stellaire, ou entre système stellaire, on viendra te voir...

  14. #13
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    T'inquiètes, quand on aura besoin d'utiliser la relativité pour faire des transit d'engins spatiaux dans un système stellaire, ou entre système stellaire, on viendra te voir...
    Salut grand blanc ca faisait longtemps

    Ce que veut dire Amanuensis avec le tact qui lui est propre (^^) c'est qu'effectivement pour les lancements de fusees on utilise Newton mais que ce n'est pas le but de ma question. Chez Newton les longueurs et les durées sont les memes pour tout le monde donc on peut bien definir la vitesse par rapport a n'importe quoi elle sera toujours valide pour tout le monde. Mais en RG c'est pas la meme...
    Pour l'instant je vais considerer qu'elle se definit par rapport a l'observateur a l'infini, c'est celui qui ne subit pas de formation et donc le meilleur referent il le semble. Je vais prendre ca comme un axiome et on verra bien ou ca nous mene. Au passage prendre un observateur "a l'infini" n'est pas si absurde que tu le penses, la diminution rapide de la gravité en d^2 fait qu'on peut assez rapidement approximer qu'un observateur est ~ a l'infini, si on tente des applications numeriques.

    A bientot
    Mailou
    Trollus vulgaris

  15. #14
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    La réponse dépend du contexte: mécanique de Newton, solution de Schwarzschild, cas plus généraux. Et de conventions.

    Comme souvent, la réponse dépend de ce qu'on veut en faire.
    A priori je suis chez schwarzchild (ou assimilé ^^) et je voulais savoir par rapport a quel referentiel les valeurs que l'on donne pour Vlib et Vorb etaient données. Car j'ai l'impression, mais je me trompe peut etre, que par changement d'observateur en RG elle vont changer de valeur.

    Merci d'avance
    Mailou
    Trollus vulgaris

  16. #15
    invite6486d7bd

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    Et si c'est le cas, la NASA sera très intéressée par tes propositions, vu qu'ils ont des œillères et se restreignent a la mécanique de newton avec les solutions techniques de Tsiolkovski qui ont plus d'un siècle
    Oui, mais là Maillou75 veut mettre la fusée, que dis-je, le vaisseau , en orbite près d'un trou noir.
    Donc la question du référentiel pour définir la vitesse est problématique, il a d'une part un observateur à l'infini donc isolé, et d'autre part un référentiel (qu'il peut choisir librement) mais pas à l'infini.
    Ce qu'il va donc faire, c'est choisir le même référentiel pour l'espace et le temps, l'observateur à bonne distance, mais pas à l'infini (en croisant les doigts à fur et à mesure qu'il approcherait le vaisseau vers la singularité, ce qu'il n'osera pas faire je l'espère )
    Mais un truc qu'il pourrait faire aussi, c'est faire en sorte que l'acceleration de l'observateur compense la petite action de la gravité du trou noir, (isolé quoi).

    Ou je n'ai peut-être rien ou peu compris.

  17. #16
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par LeMulet Voir le message
    Oui, mais là Maillou75 veut mettre la fusée, que dis-je, le vaisseau , en orbite près d'un trou noir.

    Ou je n'ai peut-être rien ou peu compris.
    Je comprends comme cela aussi. La notion de vitesse orbitale est effectivement une question intéressante à clarifier dans ce cas là.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  18. #17
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    La notion de vitesse orbitale est effectivement une question intéressante à clarifier dans ce cas là.
    Et c'est tout ?... c'est vraiment une arnaque ce forum !
    (je plaisante )

    En fait je connaissais deja la reponse (du moins pour Vlib) et en y reflechissant c'est plutot évident... la reponse etait "autre" : elle est definie pour le voyageur uniquement ! Ici http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4472312 (voyageur en chute libre depuis 24km vers un TN de 3km de masse solaire, axe de temps commun a tous les observateurs + a droite les vitesses) on voit que seul le voyageur en chute libre accelere constament ce qui correspondrait a Vlib (Vchute c pareil) s'il etait parti de l'infini, tous les observateurs fixes voient autre chose...

    Et comme Vorb se definit apparement comme une fraction de Vlib je dirais bien que c'est pareil..non?

    Merci
    Mailou
    Trollus vulgaris

  19. #18
    invitef847e696

    Re : Vitesse orbitale

    Bonjour,

    elle est definie pour le voyageur uniquement
    Qui voyage par rapport à quoi ?

  20. #19
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Dimension0 Voir le message
    Qui voyage par rapport à quoi ?
    Un objet de masse negligeagle chutant vers un TN.
    Donc d'accord pour dire que le le mouvement est défini "par rapport au centre de masse" mais la question portait surtout sur le "pour qui". La reponse semble etre que la valeur donnée pour Vlib (rac(2GM/r) n'est juste que pour l'objet en chute libre.
    Trollus vulgaris

  21. #20
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesse orbitale

    Salut
    Pour la petite histoire, et pour éviter que les lecteurs ne doivent se replonger entre les messages 73 et 358 pour retrouver le début des calculs de ce fil, on est parti de la métrique de Schwarzschild pour une trajectoire radiale : (cdt')² - (dr')² = (1-Rs/R)*(cdt)² - (dr)²/(1-Rs/R)
    et pour la chute libre , dr'=0.
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  22. #21
    invite6486d7bd

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Un objet de masse négligeable chutant vers un TN.
    Donc d'accord pour dire que le le mouvement est défini "par rapport au centre de masse" mais la question portait surtout sur le "pour qui". La réponse semble être que la valeur donnée pour Vlib (rac(2GM/r) n'est juste que pour l'objet en chute libre.
    On peut être d'accord sur ce point, bien qu'il peut être intéressant de remarquer que le centre de masse est au sens strict composé du vaisseau+trou noir, non ? (et hop on néglige, en croisant les doigts à nouveau )

    De plus, et c'est peut-être là un point à étudier plus sérieusement (si la vitesse du vaisseau commence à augmenter plus drastiquement), peut-on vraiment négliger le mouvement circulaire du centre de masse, alors que l'observateur, si j'ai bien compris, se doit d'être fixe par rapport au centre de masse ? (C'est certes une question de novice, simplement basé sur la logique avec les seuls éléments à ma disposition , donc peut-être complètement en dehors de la plaque, désolé si c'est le cas.)

    Donc, si je comprend bien, l'observateur "fixe" ne devrait-il pas lui-aussi être animé d'un mouvement circulaires pour compenser la rotation du centre de masse réel ?

  23. #22
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Donc d'accord pour dire que le le mouvement est défini "par rapport au centre de masse"
    Ce n'est pas exactement ça dans la solution de Schwarzschild. Pour éviter ce genre d'interprétation trompeuse, il est plus simple (et factuel) de dire "dans les coordonnées de Schwarzschild" (dont l'origine est à chercher dans des considérations de symétrie, et non dans une notion de "centre de masse").

    mais la question portait surtout sur le "pour qui". La reponse semble etre que la valeur donnée pour Vlib (rac(2GM/r) n'est juste que pour l'objet en chute libre.
    C'est typiquement une fausse question, venant d'une "volonté" de lier référentiel et observateur, et d'une certaine confusion entre référentiel et système de coordonnées.

    Bref, cela reste clairement du côté "grande vulgarisation" dans la dichotomie entre "grande vulgarisation" et "science physique".
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  24. #23
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    et pour la chute libre , dr'=0.
    Coordonnées de Lemaître?

    se replonger entre les messages 73 et 358
    Certainement pas de cette discussion-ci.
    Dernière modification par Amanuensis ; 07/11/2016 à 14h42.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  25. #24
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Coordonnées de Lemaître?
    Je ne sais pas puisque dans la métrique de Lemaître il y a du coefficient 3/2 qui se balade. Pour m'en assurer, peut-être devrais je faire un récapitulatif exhaustif de ce qu'on avait fait et tu pourrais nous dire si tu est d'accord?


    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Certainement pas de cette discussion-ci.
    C'était juste pour expliquer pourquoi Mailou affirmait que la ne concernait que l'observateur en chute libre.

    http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4406277
    Ro coordonnée de départ du chuteur, Voo vitesse coordonnée du chuteur en f° de r selon un observateur à l'oo, Vl vitesse du chuteur du point de vue d'un observateur stationnaire en r dans le champ de gravitation.
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  26. #25
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesse orbitale

    http://forums.futura-sciences.com/as...ion-rs-rt.html
    J'ai une question de novice qui vient un peu en doublon avec le sujet joint.
    Par rapport au principe d'équivalence : un observateur en orbite peut être assimilé à un observateur en chute libre dans un champ de gravitation.

    Soit deux observateurs l'un O stationnaire sur un pylone à une altitude R à la surface d'une boule de masse M génératrice du champ de gravitation. L'autre O' est en orbite à la même altitude R. à T=0s O et O' sont au même niveau et la durée d'une orbite de O' autour de la boule est T' pour O' et T pour O .
    Vu que selon la RR , T'<T , mais que selon le principe d'équivalence T devrait être supérieur à T' ( car O accélère et pas O') ne pourrais t'on pas considérer que le décallage temporel du à l'accélération gravitationnelle ressentie par O serait compensé par celui du à la vitesse orbitale de O' et qu'au final T'=T?
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  27. #26
    Mailou75

    Re : Vitesse orbitale

    Salut et merci,
    Citation Envoyé par LeMulet Voir le message
    On peut être d'accord sur ce point, bien qu'il peut être intéressant de remarquer que le centre de masse est au sens strict composé du vaisseau+trou noir, non ?
    peut-être complètement en dehors de la plaque, désolé si c'est le cas.
    Non tu as raison, mais c'est deja tellement compliqué comme ca que le probleme a 2 corps c'est pas pour tout de suite...

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Ce n'est pas exactement ça dans la solution de Schwarzschild. Pour éviter ce genre d'interprétation trompeuse, il est plus simple (et factuel) de dire "dans les coordonnées de Schwarzschild" (dont l'origine est à chercher dans des considérations de symétrie, et non dans une notion de "centre de masse").
    Tu chercherais pas la petite bête là plutot ?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    C'est typiquement une fausse question, venant d'une "volonté" de lier référentiel et observateur, et d'une certaine confusion entre référentiel et système de coordonnées.
    J'avoue... y'a une différence ?
    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Bref, cela reste clairement du côté "grande vulgarisation" dans la dichotomie entre "grande vulgarisation" et "science physique".
    C'est pas mon metier... sinon c'est quoi ta solution ? Vlib et Vorb valent pour qui vu, par qui, dans quel referentiel et quel systeme de coordonnée ?

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    Soit deux observateurs l'un O stationnaire sur un pylone à une altitude R à la surface d'une boule de masse M génératrice du champ de gravitation. L'autre O' est en orbite à la même altitude R. à T=0s O et O' sont au même niveau et la durée d'une orbite de O' autour de la boule est T' pour O' et T pour O .
    Vu que selon la RR , T'<T , mais que selon le principe d'équivalence T devrait être supérieur à T' ( car O accélère et pas O') ne pourrais t'on pas considérer que le décallage temporel du à l'accélération gravitationnelle ressentie par O serait compensé par celui du à la vitesse orbitale de O' et qu'au final T'=T?
    Je ne pense pas que ca marche avec Vorb sauf peut etre un cas particulier de R (2Rs au hasard..).

    Par contre en y reflechissant j'ai l'impression que pour un voyageur a Vlib ou en chute libre depuis l'infini il se passe des trucs bizarres... Appelons Ta le temps propre "absolu" de l'experience, celui de l'observateur a l'infini. A tout moment dans sa chute, il verra les objets qu'il croise (infinitesimal) battre à Ta et reciproquement tous les observateurs sur son chemin jugeront que quand il passe a leur hauteur le temps propre du voyageur bat comme Ta... etrange !?
    Je m'explique, lors du croisement voyageur et observateur se voient blueshiftés du fait de la vitesse d'une valeur Gamma (Cf Doppler transverse). Mais ils sont aussi tous les deux soumis au decalage temporel z+1 local, ils sont redshiftés par rapport a l'inifini. Or, on sait que la courbe du z+1 est aussi celle de Gamma-lib, donc localement ces deux facteurs s'annulent toujours !! Ainsi voyageur et observateur estiment toujours que l'autre a un temps propre qui bat au rythme de l'observateur a l'inifini, Ta. CQFD ?

    Merci
    Mailou
    Trollus vulgaris

  28. #27
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesse orbitale

    Salut,
    Pour le cas de la chute libre à l'infini en tout cas pour r très grand, on se retrouve approximativement dans le cadre de la RR.

  29. #28
    Amanuensis

    Re : Vitesse orbitale

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    J'avoue... y'a une différence ?
    Oui.

    C'est pas mon metier...
    Quelle est le propos de ce forum?

    sinon c'est quoi ta solution ? Vlib et Vorb valent pour qui vu, par qui, dans quel referentiel et quel systeme de coordonnée ?
    Ma solution est qu'il est vain de chercher à transporter tous les concepts de la mécanique newtonnienne aux modèles relativistes.

    On risque de tomber sur un lit de Procuste, et je pense que c'est le cas pour ces vitesses.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  30. #29
    mach3
    Modérateur

    Re : Vitesse orbitale

    On risque de tomber sur un lit de Procuste
    tiens, je ne le connaissais pas celui-là, charmant personnage

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  31. #30
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesse orbitale

    On pourrait ouvrir un sujet : lit de procuste en chute libre dans un champ de gravitation ( effet marée)
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

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