Un avion se déplace-t-il plus vite vers l'ouest ?

[Blackrafter]

Bonjour à tous,

J'ai une petite question qui rode dans ma tête, je vous explique tout...

Sauf preuve du contraire, on est tous au courant que la terre tourne dans un certains sens (disons dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour que ça soit plus simple à visualiser), et que sa vitesse de rotation varie entre 1100 et 1700 km par heure d'après ce que j'ai lu.

Admettons maintenant que l'on se trouve sur un aéroport A à égale distance des aéroports B1 et B2 mais B1 se trouve à l'ouest et B2 se trouve à l'est. Maintenant, si je monte dans l'avion serai-je plus vite arrivé à l'aéroport B1 que B2 car la terre tourne "dans mon sens" ? Sinon pourquoi ?

// pour faire plus simple : je me trouve à Manhattan, j'arrive plus vite à Tokyo en s'envolant vers l'ouest plutôt que vers l'est ?

Merci !
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[Amanuensis]

Ce sont seulement les vents qui feront la différence, car la vitesse optimalisée d'un avion est celle par rapport à l'air, et non par rapport au sol.

Si on suppose l'air sans mouvement par rapport au sol, alors la vitesse d'un avion est la même vers l'est ou l'ouest, de par l'hypothèse!

La rotation de la Terre n'intervient que via les vents (par exemple les alizés vont de l'est vers l'ouest, à cause de la rotation de la Terre). Le régime de vent dépend de la date, de la latitude et de l'altitude. Un des aspects de l'aéronautique est de choisir la route en fonction des vents.

[Blackrafter]

D'accord, mais ducoup est-ce que je peux dire que du point de vue d'un homme se trouvant immobile dans l'espace, mon avion (qui se dirige vers l'ouest) se déplace à 900km.h ou à 1700-900=800km.h ou autre chose peut-être ?

[jiherve]

Bonsoir
Comme les jets stream sont dans le nez il ira moins vite puisque pour une même vitesse air(la seule qui compte pour faire voler) la vitesse sol sera moindre
Il suffit d'avoir fait Paris New York quelque fois pour l'avoir vérifié
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

D'accord, mais ducoup est-ce que je peux dire que du point de vue d'un homme se trouvant immobile dans l'espace, mon avion (qui se dirige vers l'ouest) se déplace à 900km.h ou à 1700-900=800km.h ou autre chose peut-être ?

La notion de vitesse est relative. Elle dépend de l'observateur.

On peut imaginer un observateur se déplaçant parallèlement à la Terre, mais sans la rotation de la Terre. Il verra la Terre tourner, et, oui, la vitesse pour lui d'un avion sera la vitesse de l'avion par rapport à la Terre plus (vectoriellement) la vitesse due à la rotation de la Terre sur elle-même à l'endroit de l'avion. De même, il verra un piéton sur l'équateur avoir une vitesse de 1700 km/h.

Un observateur sur la Lune verra des mouvements (et des vitesses) encore différents. Etc.

[Blackrafter]

D'accord, c'est clair, merci !

[sunyata]

Ce sont seulement les vents qui feront la différence, car la vitesse optimalisée d'un avion est celle par rapport à l'air, et non par rapport au sol.

Si on suppose l'air sans mouvement par rapport au sol, alors la vitesse d'un avion est la même vers l'est ou l'ouest, de par l'hypothèse!

La rotation de la Terre n'intervient que via les vents (par exemple les alizés vont de l'est vers l'ouest, à cause de la rotation de la Terre). Le régime de vent dépend de la date, de la latitude et de l'altitude. Un des aspects de l'aéronautique est de choisir la route en fonction des vents.

J'avoue que je ne comprends pas très bien dans ce cas ce qui différentie les 2 avions de l'expérience visant à valider la théorie de la relativité...On voit une différence importante de résultat entre le vol vers l'EST et le Vol vers l'Ouest...

. Expérience des horloges embarquées de Hafele et Keating en 1971


Une vérification expérimentale de la dilatation des durées fut effectuée en 1971. Deux avions à bord desquels une horloge atomique au césium avait été placée effectuèrent leurs vols commerciaux régulier à la même vitesse et dans des directions différentes, l'un vers l'est et l'autre vers l'ouest. Puis ils comparèrent leur horloge atomique à une troisième horloge atomique au sol.L'avion volant vers l'est perdit δtE = - 59 ns alors que l'avion volant vers l'ouest gagna δtO = + 273 ns . Deux effets sont présents :

• les horloges mobiles « ralentissent »,
• mais un effet de Relativité Générale les « accélère » plutôt ; cependant la différence des durées de parcours est moins sensible à l'effet de Relativité Générale (qui se compensent).

Soit cet écart : Δ = δtE - δt0 = - 59 - (+273) = - 332 ± 17 ns

Cordialement,

[Amanuensis]

J'avoue que je ne comprends pas très bien d

Pas grave.

[sunyata]

https://jeunes.cnes.fr/fr/web/CNES-J...-a-l-heure.php

En fait dans cette expérience, c'est bien la vitesse de rotation de la terre qui crée la différence entre la navigation vers l'EST et la navigation vers l’ouest.

Cela mérite une explication ! Pour appliquer la théorie de la relativité, il faut mesurer la vitesse non par rapport à la surface de la Terre, mais par rapport au centre de la planète.Dans ce référentiel, un avion se déplaçant vers l’Est cumule sa propre vitesse et celle de la Terre qui tourne justement d’Ouest en Est.Il va donc plus vite que la surface de la Terre par rapport à son centre, donc, d’après Einstein, le temps ralentit à l’intérieur de la carlingue.À l’inverse, en allant vers l’Ouest, l’avion retranche sa vitesse à celle de la Terre, le temps s’accélère donc par rapport à celui qu’on mesure sur Terre.

[sunyata]

Voici une référence plus détaillée :

http://www.bibnum.education.fr/physi...ele-et-keating

Le décalage temporel relativiste accumulé par une horloge durant un tour
du globe dépend à la fois de la direction est ou ouest du voyage et de la
vitesse de rotation de la Terre. Cette prédiction presque immédiate de la
théorie semble avoir été ignorée jusqu’ici. En outre l’amplitude du décalage
temporel attendu est amplifiée par la vitesse de rotation de la Terre de sorte
qu’il devrait être détectable à l’aide d’horloges atomiques modernes
embarquées dans des avions à réaction. En conséquence, j’ai suggéré un
test expérimental de cette prédiction de la dépendance selon la direction du
trajet. Le but de cet article est de présenter une description plus détaillée
de ces effets relativistes et de discuter plus amplement de leurs
implications.
Hafele décrit ensuite les conditions de l’expérience permettant de prédire
l’effet relativiste :
Deux horloges similaires se trouvent initialement ensemble au repos à la
surface de la Terre au niveau de l’équateur. Elles sont soigneusement
vérifiées et comparées afin de s’assurer qu’elles conservent le même temps,
c’est-à-dire qu’elles enregistrent le même nombre de « tics » sur de longues
durées. Ensuite l’une des horloges est placée à bord d’un avion à réaction
qui monte rapidement jusqu’à son altitude de croisière, effectue un tour
complet sans escales autour de la Terre à cette altitude de croisière tout en
maintenant une vitesse constante par rapport au sol, enfin descend
rapidement jusqu’au point de départ où l’autre horloge est restée « au
repos ».

Cordialement

[sunyata]

A la question :

Plus vite vers l'ouest ?

la réponse dépend du référentiel choisi. Dans l'expérience de Hafele et Keating C'est le centre de gravité en rotation de la terre qui est choisi.

Cordialement

[sunyata]

En fait mon questionnement dans cette expérience était de savoir où on place l'horloge atomique qui reste sur terre pendant que les avions effectuent leurs vols,
pour matérialiser les différents référentiels où la vitesse des avions s'additionne où se retranche par rapport à la vitesse de rotation de la terre.

Et je suppose que l'horloge atomique située à terre devait se trouver le plus proche possible de Pôle Nord ou Sud...

Cordialement