apesanteur dans un satellite

[invite8989e07f]

A votre avis pourquoi les passagers d'une station orbitale tournant autour de la Terre sont ils en état d'apesanteur?

Pourtant la Terre n'est pas loin, les effets de la gravitation devrait se faire sentir!
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[vince]

Hello

L'état d'apesenteur vient du fait qu'ils sont en perpétuelle chute libre, comme dans un ascenceur qui ne rencontrerait jamais le sol.

[invite8989e07f]

Merci Vince,

Mais comment expliques tu que le satellite ne finisse pas par toucher le sol s'il est en chute libre?
Et par ailleurs, pour quelle raison l'état de chute libre supprimerait la pesanteur?

[vince]

Re

Comme tu le dis toi-même à l'altitude des satellites l'attraction de la terre se fait sentir même si elle est légèrement plus faible qu'au niveau du sol (décroissance en 1/r²). Si cette force n'était pas là, le satellite partirait en ligne droite (principe d'inertie) et irait se perdre dans l'espace intergalactique froid et désert...

L'attraction terrestre a pour effet de courber la trajectoire en le ramenant vers le sol, la trajectoire décrite par le satellite est elliptique.
Si le satellite est trop bas ou si sa vitesse est trop faible l'ellipse qu'il décrit rencontre le sol et le satellite s'écrase. Quand tu jettes un cailloux, celui-ci décrit une arc d'ellipse mais son rayon de courbure est très faible et il tombe au sol.

Les satellites également tombent vers la terre mais leur altitude et leur vitesse font qu'ils évitent le sol en permanence : la terre se dérobe sans cesse sous eux.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3fc981a]

La question est la même pour la Terre qui tourne autour du Soleil... Pourquoi ne tombe-t-elle pas sur le Soleil ? Newton s'est posé la question avanjt d'écrire les Principia : selon la légende, la fameuse pomme tombant sur sa tête l'a fait se demander pourquoi la Lune n'en faisait pas autant...

L'explication de Newton a été l'objet de sa chais-plus-combientième loi : "Un corps conserve son état de repos ou de mouvement si aucune force ne s'applique à lui". En gros, si la Lune ne subissait pas l'attraction de la Terre, elle irait en ligne droite à une certaine vitesse. Mais la Terre est bien là, donc la Lune subit une accélération vers son centre : c'est la pesanteur. Il se trouve que ces deux facteurs permettent à la une d'être en équilibre autour de la Terre. Si sa vitesse était moindre, la gravité l'emporterait et elle finirait par tomber ; si sa vitesse était plus rapide, la gravité ne serait pas suffisante pour l'emprisonner, elle serait juste déviée de sa trajectoire puis s'éloignerait inexorablement de la Terre.

Einstein a quelque peu reformulé tout ça avec sa relativité : pour lui, la gravitation n'est pas une question de forces mais de courbure de l'espace-temps. Pour imaginer l'espace-temps, imagine que l'Univers est quadrillé dans ses trois dimensions... Toute masse plie les graduations. C'est un peu comme quand tu poses une boule de bowling sur ton lit : si tu mets des billes sur ton lit, elles tomberont dans le trou provoqué par la boule. De même, la Terre courbe l'espace-temps autour d'elle, attirant les corps passant à proximité.

La lune est comme une bill à laquelle tu aurais donné pile la bonne impulsion au départ : pas trop forte sinon elle sort du lit et s'éloigne de la boule de bowling, ni trop faible pour pas qu'elle tombe dans le trou. La bille tourne sur le bord du trou, sans jamais tomber vers la boule de bowling...


J'espère que ces explications "avec les mains" te satisfont, je ne connais pas ton niveau alors j'ai essayé de faire au mieux