The Poleward Force - Traduction ?

[invite5fc1946d]

Bonjour,

Je suis en train actuellement d'écrire un dossier pédagogique sur la Force de Coriolis pour mon site. Le dossier est presque fini et je voulais aller plus loin en expliquant quelques autres forces moins connus en rapport à Coriolis (dont l'effet eötvös par exemple).

Mais on ne peut pas dire qu'il y ait beaucoup d'explications en français (en fait je n'ai même absolument rien trouvé en français). Bref je suis parfaitement capable d'expliquer "the poleward force" qui en raison de l'aspect sphéroïde de la Terre (aplati aux pôles) est une force résultante qui attire vers les pôles les corps en flottabilité grâce à la différence entre la force de gravitation et la force normale.

Par contre trouver une traduction française de "The poleward force", plus difficile malgré mes nombreuses recherches : "la force vers les pôles" ça ne me convient pas. Si je met "force d'attraction polaire" ça fait référence à des dipôles électriques intermoléculaires (molécules polaires). Et "Force d'attraction des Pôles" c'est pareil ça existe, mais ça fait référence aux pôles magnétiques. Donc pas ça non plus. Peut-être qu'il faut mettre le nom de la personne qui l'a trouvé, mais j'ai pas trouvé qui c'est. Ou alors je peux dire, la "force centripète des pôles", je ne sais pas.

Enfin bref, elle doit bien avoir un nom déclaré officiel en français cette force. Merci.
-----

[invite6dffde4c]

Bonjour.
La "poleward force" est une sottise. Ça n'existe pas. Il n'y a pas de force qui attire vers les pôles et qui, de plus, choisirait les objets de "bonne" densité pour les attirer.
Les raisons de la forme de la terre ont été expliquées par Newton il y a trois siècles.
Je vous conseille de revoir le choix de vos sources.
Au revoir.

[invite5fc1946d]

Gasp, voilà une réponse bien catégorique.

Vous êtes certains ?

http://encycl.opentopia.com/term/Foucault_pendulum

Lire le paragraphe intitulé : "The forces that are exerted on the pendulum bob" avec notamment ce schéma : http://encycl.opentopia.com/enimages...e_spheroid.gif

En fait si je comprend bien (dans le cas hypothétique où elle ne serait pas fausse), un corps attiré par cette force, n'atteindra jamais le pôle en raison de la force Coriolis et de toute façon les forces de pression bien plus forte la rende totalement négligeable, mais c'est une force très intéressante à utiliser dans le cas d'une simulation de Coriolis sans force de pression.

[invite5fc1946d]

Peut-être plus scientifique, de l'académie Kluwer, j'ai aussi trouvé ça : http://www.springerlink.com/content/...8/fulltext.pdf

Je ne sais pas quel degré de confiance accorder à cette académie, mais bon ça le mérite d'exister. LPFR me fait douter...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Lire le paragraphe intitulé : "The forces that are exerted on the pendulum bob" avec notamment ce schéma : http://encycl.opentopia.com/enimages...e_spheroid.gif

Cela m'apparaît une manière bizarre et peu pédagogique de décomposer l'accélération de la pesanteur. Une décomposition plus claire de la force normale (la réaction à la pesanteur) est l'attraction gravitationnelle (qui passe par le centre) plus une force centripète orientée vers l'axe et perpendiculairement à l'axe (comme toute force centripète bona fide).

Bref, rien de plus que la force centripète nécessaire dans tout mouvement circulaire, modifiée (en "empruntant" un peu à la force de gravitation) pour pointer pas là où il faut.

[invite6dffde4c]

Re.
J'ai extrait ce morceau de texte de votre lien du papier de l'académie Kluwer:

3. The Resting Pendulum
To examine the forces acting on the bob it is essential to consider first the simple situation when the pendulum is not oscillating. It then acts as a simple ‘plumb bob’, defining the local vertical. But it is also travelling around withthe earth from west to east in a circle as the earth rotates. What makes the non-oscillating bob move in this circle? It cannot be the tension in the wire because that tension acts only vertically upward along the wire – it is not dragging the bob around the earth; and if the wire were cut, the bob would continue to move around with the earth. When one whirls a stone on a string,
it is necessary to pull on the string to make the stone move in a circle instead of a straight line. There must therefore be a similar force acting on the resting pendulum bob. This force is a component of Newtonian gravitation that acts poleward and parallel to the surface of the earth. Figure 1 shows how this force ‘G’ acts on the resting pendulum bob while Figure 2 illustrates motion in a circle with the force G accelerating the resting bob toward the pole.

Le raisonnement et les conclusions sont d'une imbécilité totale.
A+

[invite5fc1946d]

C'est bon j'ai trouvé ma réponse :

http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

Désolé LPFR, mais il semble bien que vous aviez faux à moins que j'ai mal énoncé le truc et que vous m'ayez mal compris c'est possible.

Cette force n'a pas de nom à proprement parlé, on dit simplement : Composante horizontale de l’attraction newtonienne dirigée vers le pôle.

[invite6dffde4c]

...
Désolé LPFR, mais il semble bien que vous aviez faux à moins que j'ai mal énoncé le truc et que vous m'ayez mal compris c'est possible.
...

Re.
À votre aise.
A+

[invite5fc1946d]

Bin je sais pas, quand j'ai écrit mon post, vous n'aviez pas encore répondu donc je répondais à votre tout premier message.

Maintenant si c'est archi-sottise et total hérésie, expliquez-moi pourquoi, la démonstration (trouvé enfin en français en plus) à l'air quand même sérieuse non ?

[Amanuensis]

Maintenant si c'est archi-sottise et total hérésie, expliquez-moi pourquoi, la démonstration (trouvé enfin en français en plus) à l'air quand même sérieuse non ?

Il me semble vous avoir donné l'explication.

Suffit de comprendre ce qu'est la réaction du sol d'une part, et la force centripète dans un mouvement circulaire.

Parler de "force vers le pôle" est juste une manière tordue de parler de ces concepts, cela ne rajoute rien de plus. On peut toujours faire des décompositions vectorielles sans sens physique et faire des démonstrations justes avec.

Il n'y a que deux forces en jeu, l'attraction gravitationnelle et la réaction du sol, rien d'autre.

[invite5fc1946d]

Ok d'accord j'avais compris. C'est une composante horizontale d'une force déjà connu. De la même façon si je suis ce raisonnement de physicien, parler de la force de Coriolis est une "façon tordu" de parler d'une inertie s'opposant à l'accélération dans un repère en rotation. Je veux bien mais c'est pas ma question.

Ma question portait sur la réalité ou non de l'existence de cette force dans le repère terrestre car selon LPFR (qui est quand même un poids lourd de la physique sur futura) ça n'existe pas, ce sont des sottises et il n'y a pas de force qui attire vers les pôles. Donc je m'interroge. Je n'ai pas la prétention de vouloir révolutionner la physique et d'écrire des conneries.

[Amanuensis]

Ok d'accord j'avais compris.

Ben non, comme le montre la suite du message :

Ma question portait sur la réalité ou non de l'existence de cette force...

Bye, il n'y a rien à rajouter.

[stefjm]

Bye, il n'y a rien à rajouter.

C'est pourtant sympa "la réalité de l'existence".

Sinon, histoire d'être constructif, cette force se comporte-t-elle comme une force de rappel vers le pôle?
Une petite boule se retrouverait-elle stable au pôle de la grosse?

[invite21348749873]

Bonjour
Je n'ai pas tout lu.
Mais je demanderai aux experts de ce forum de prouver que la démonstration en question est fausse, plutot que de donner des opinions défavorables.
Ne tombons pas dans l'attitude du corps médical qui rejette tout ce qu'il ne comprend pas ou qui lui semble etre hors des principes admis.

[invite5fc1946d]

Désolé Amanuensis, j'ai en effet sans doute mal compris ton jugement.

Selon toi donc cette attirance vers les pôles existe bel et bien "sur Terre" ? Elle est juste mal énoncé dans le 1er lien que j'ai donné ? C'est bien ça ?

Sur un autre lien en anglais, j'ai lu pour cette force : "composante horizontale de la force centripète"

[invite5fc1946d]

C'est pourtant sympa "la réalité de l'existence".

Sinon, histoire d'être constructif, cette force se comporte-t-elle comme une force de rappel vers le pôle?
Une petite boule se retrouverait-elle stable au pôle de la grosse?

Selon la théorie (du coup je reste prudent), cette force n'existe plus ni aux pôles ni à l'équateur car l'angle entre la force de gravitation et la réaction à la pesanteur n'existe plus. Les 2 s'annulent.

De toute façon comme dis avant, les forces de pression supplantent très largement cette force et Coriolis plus fort également fera dévier tout corps ayant un mouvement vers le pôle, donc en définitive le pôle ne sera jamais atteint.

PS : "réalité ou non de l'existence" je voulais dire "existence réelle ou non" désolé.

[invite5fc1946d]

Et je me pose une autre question du coup. Car pour être stricto-sensu le plus proche de la réalité terrestre (en sortant du cadre de la physique théorique), la Terre n'est ni une sphère, ni un sphéroïde, mais un géoïde irrégulier, donc ça doit être encore beaucoup plus compliqué que ce cadre théorique. Non ?

[Amanuensis]

Essayons de reprendre autrement...

Prenons un objet posé à la surface de la Terre, immobile par rapport à celle-ci. Soit a son accélération (un vecteur) relativement à un référentiel galiléen.

L'objet est soumis à deux forces, une poussée du sol R, orientée selon la verticale (par définition de la verticale) et vers le haut, et l'attraction gravitationnelle F, qui n'est pas la pesanteur, orientée vers le centre de la Terre.

On a ma=F+R, donc F=-R+ma.

On peut décomposer ma selon la verticale et l'horizontale, soit

ma = f_v+f_h

et écrire

F=-R+f_v+f_h

et ensuite s'amuser à appeler le terme f_h une "force vers le pôle" (alors que c'est juste une projection de ma).

On peut ensuite faire toutes les démos qu'on veut à partir de cette expression, elles seront "justes", puisque c'est une simple réécriture du PFD.

L'explication ci-dessus utilise la "verticale vraie", qui est perpendiculaire à la surface du géoïde si l'objet est posé sur cette surface. Utiliser la verticale définie par l'ellipsoïde introduit un autre terme parasite.

Au passage, la verticale est la direction de la pesanteur, et non pas de l'attraction gravitationnelle ; elle ne passe pas, en général, par le centre de la Terre. Elle est définie précisément comme la direction de l'accélération, relativement à un référentiel galiléen, d'un objet lâché à vitesse nulle par rapport à la surface de la Terre.

-----

"L'existence" de la décomposition ci-dessus, avec un terme horizontal, est indéniable. Par contre il n'a aucun sens physique profond ; au contraire, présenter ce terme comme une "force" est une manière efficace de rendre incompréhensibles des concepts essentiels comme "force" et "accélération".

Bref, il n'y a aucune raison de "prouver que la démonstration en question est fausse", puisqu'elle est mathématiquement juste. Et il n'y non plus aucune raison de considérer l'approche comme intéressante, puisqu'elle fait fi d'une compréhension physique du phénomène : on fait de la physique, pas des maths. Et enfin les questions d'existence et de réalité sont sans intérêt, selon ma manière de voir, pour une compréhension physique de ce dont il est question.

[invite21348749873]

Essayons de reprendre autrement...

Prenons un objet posé à la surface de la Terre, immobile par rapport à celle-ci. Soit a son accélération (un vecteur) relativement à un référentiel galiléen.

L'objet est soumis à deux forces, une poussée du sol R, orientée selon la verticale (par définition de la verticale) et vers le haut, et l'attraction gravitationnelle F, qui n'est pas la pesanteur, orientée vers le centre de la Terre.

On a ma=F+R, donc F=-R+ma.

On peut décomposer ma selon la verticale et l'horizontale, soit

ma = f_v+f_h

et écrire

F=-R+f_v+f_h

et ensuite s'amuser à appeler le terme f_h une "force vers le pôle" (alors que c'est juste une projection de ma).

On peut ensuite faire toutes les démos qu'on veut à partir de cette expression, elles seront "justes", puisque c'est une simple réécriture du PFD.

L'explication ci-dessus utilise la "verticale vraie", qui est perpendiculaire à la surface du géoïde si l'objet est posé sur cette surface. Utiliser la verticale définie par l'ellipsoïde introduit un autre terme parasite.

Au passage, la verticale est la direction de la pesanteur, et non pas de l'attraction gravitationnelle ; elle ne passe pas, en général, par le centre de la Terre. Elle est définie précisément comme la direction de l'accélération, relativement à un référentiel galiléen, d'un objet lâché à vitesse nulle par rapport à la surface de la Terre.

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"L'existence" de la décomposition ci-dessus, avec un terme horizontal, est indéniable. Par contre il n'a aucun sens physique profond ; au contraire, présenter ce terme comme une "force" est une manière efficace de rendre incompréhensibles des concepts essentiels comme "force" et "accélération".

Bref, il n'y a aucune raison de "prouver que la démonstration en question est fausse", puisqu'elle est mathématiquement juste. Et il n'y non plus aucune raison de considérer l'approche comme intéressante, puisqu'elle fait fi d'une compréhension physique du phénomène : on fait de la physique, pas des maths. Et enfin les questions d'existence et de réalité sont sans intérêt, selon ma manière de voir, pour une compréhension physique de ce dont il est question.

Bonjour Amanuensis et tous mes voeux
Voila ce que j'attendais: une vraie discussion et une vraie demonstration.
Je voudrais poser une question naive à la quelle je ne trouve pas de réponse satisfaisante, si j'avais à l'expliquer a quelqu'un: imaginons que la surface de la Terre soit parfaitement polie ainsi que les semelles de mes chaussures.
Imaginons aussi qu'il n' y ait pas d'atmosphère.
Il n' y aurait aucun frottement entre moi et le sol;comment expliquer alors que je ne reste pas immobile au meme endroit pendant que le sol glisse sous mes pieds?

[stefjm]

Bonjour Amanuensis et tous mes voeux
Voila ce que j'attendais: une vraie discussion et une vraie demonstration.
Je voudrais poser une question naive à la quelle je ne trouve pas de réponse satisfaisante, si j'avais à l'expliquer a quelqu'un: imaginons que la surface de la Terre soit parfaitement polie ainsi que les semelles de mes chaussures.
Imaginons aussi qu'il n' y ait pas d'atmosphère.
Il n' y aurait aucun frottement entre moi et le sol;comment expliquer alors que je ne reste pas immobile au meme endroit pendant que le sol glisse sous mes pieds?

Bonjour,
Les hypothèses ne sont pas tenables à long terme.
Le terme de frottement finira par ramener au pôle. (Energie minimum du système bonhomme-terre)
En bien avant cela, le bonhomme tournera avec la terre.

[Amanuensis]

Imaginons aussi qu'il n' y ait pas d'atmosphère.
Il n' y aurait aucun frottement entre moi et le sol;comment expliquer alors que je ne reste pas immobile au même endroit pendant que le sol glisse sous mes pieds?

Immobile par rapport à quoi ? Quel sens donner à "même endroit" ?

(La relativité de l'espace et du mouvement fait partie de la mécanique classique !!)

[invite21348749873]

Bonjour,
Les hypothèses ne sont pas tenables à long terme.
Le terme de frottement finira par ramener au pôle. (Energie minimum du système bonhomme-terre)
En bien avant cela, le bonhomme tournera avec la terre.

Bonjour
Merci de votre réponse, mais je ne la comprends pas.

[invite21348749873]

Immobile par rapport à quoi ? Quel sens donner à "même endroit" ?

(La relativité de l'espace et du mouvement fait partie de la mécanique classique !!)

Disons immobile par rapport à la terre.

[stefjm]

Bonjour
Merci de votre réponse, mais je ne la comprends pas.

C'est comme si vous faisiez l'hypothèse d'un condensateur sans perte chargé à l'instant initial et que vous soyez surpris qu'il se soit déchargé.
Une hypothèse valable pour un petit temps d'étude ne l'est pas forcément pour un grand.

Disons immobile par rapport à la terre.

Dans ce cas, si le bonhomme tourne avec la terre, pourquoi devrait-il glisser par rapport à elle?

[invite5fc1946d]

Merci Amanuensis pour ces précisions.

Concernant l'intérêt de parler de Fh comme une force, cela se justifie je pense si on considère que la problématique de départ ne vient pas de la physique mais d'un point de vu météorologique, où par convention on a l'habitude de négliger les forces inutiles pour l'étude et de retenir uniquement ce qui va servir à faire de la météorologie. Dans ce cadre donc uniquement, et qui est la source de ce qui m'a amené à ouvrir cette discussion, l'existence de cette force a donc son intérêt propre. Je suis cependant d'accord avec ton point de vue qui m'éclaire et t'en remercie.

[Amanuensis]

Dans ce cas, si le bonhomme tourne avec la terre, pourquoi devrait-il glisser par rapport à elle?

Parce que son inertie lui donne une préférence pour la ligne droite d'un référentiel galiléen.

[stefjm]

Parce que son inertie lui donne une préférence pour la ligne droite d'un référentiel galiléen.

Et donc une façon simple d'aller en ligne droite serait de ne pas bouger par rapport à ce référentiel galiléen?
C'est prise de tête ces considération...

[invite21348749873]

C'est comme si vous faisiez l'hypothèse d'un condensateur sans perte chargé à l'instant initial et que vous soyez surpris qu'il se soit déchargé.
Une hypothèse valable pour un petit temps d'étude ne l'est pas forcément pour un grand.

Dans ce cas, si le bonhomme tourne avec la terre, pourquoi devrait-il glisser par rapport à elle?

Prenons une sphere metallique, de masse M, de rayon R, dans le vide intersidéral, loin de toute attraction gravitationnelle; approchons une petite sphere metallique, de masse m, de rayon r de la premiere; supposons que le coefficient de frottement entre les deux spheres soit nul .
La petite sphere entre en contact avec la grande et reste en équilibre sous l'action de l'attraction K Mm/(R+r)² et de la réaction , toutes deux passant par la droite des centres .
Si maintenant on communique une vitesse de rotation autour d'un axe quelconque a la grande sphere, le point de contact des deux spheres reste-t- il le meme?

[Amanuensis]

Prenons une sphere metallique, de masse M, de rayon R, dans le vide intersidéral, loin de toute attraction gravitationnelle; approchons une petite sphere metallique, de masse m, de rayon r de la premiere; supposons que le coefficient de frottement entre les deux spheres soit nul .
La petite sphere entre en contact avec la grande et reste en équilibre sous l'action de l'attraction K Mm/(R+r)² et de la réaction , toutes deux passant par la droite des centres .
Si maintenant on communique une vitesse de rotation autour d'un axe quelconque a la grande sphere, le point de contact des deux spheres reste-t- il le meme?

Ce n'est pas simple, et inutilement compliqué sous cette forme. Variante : la grande sphère tourne sur elle-même à vitesse angulaire constante, la petite est maintenue en place par une force quelconque et celle-ci passe brutalement à zéro. (Cela évite d'avoir à gérer l'accélération angulaire.)

Ensuite ce n'est pas représentatif de la question initiale, parce que la surface sphérique n'est pas une équipotentielle de pesanteur, comme l'est la surface du géoïde.

Or la difficulté du cas de la Terre vient du fait qu'on prend le géoïde comme une équipotentielle de pesanteur mesurée relativement au référentiel terrestre.

Faut donc modifier le problème en prenant un ellipsoïde en rotation à vitesse angulaire constante, et avec des paramètres correspondant à l'équilibre hydrostatique.

[invite21348749873]

Ce n'est pas simple, et inutilement compliqué sous cette forme. Variante : la grande sphère tourne sur elle-même à vitesse angulaire constante, la petite est maintenue en place par une force quelconque et celle-ci passe brutalement à zéro. (Cela évite d'avoir à gérer l'accélération angulaire.)

Ensuite ce n'est pas représentatif de la question initiale, parce que la surface sphérique n'est pas une équipotentielle de pesanteur, comme l'est la surface du géoïde.

Or la difficulté du cas de la Terre vient du fait qu'on prend le géoïde comme une équipotentielle de pesanteur mesurée relativement au référentiel terrestre.

Faut donc modifier le problème en prenant un ellipsoïde en rotation à vitesse angulaire constante, et avec des paramètres correspondant à l'équilibre hydrostatique.

Bonsoir
Merci pour votre réponse; mais ma question reste toujours là.