Atmosphère
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Atmosphère



  1. #1
    waldos71

    Atmosphère


    ------

    Bonjour,
    N'hésitez pas à déplacer ma question si je ne suis pas au bon endroit.

    J'aimerais juste avoir quelques éclaircissements quand à l'atmosphère de la Terre.
    En fait je ne comprends pas très bien comment il peut y avoir une pression qui garde l'atmosphère autour de la Terre si celle-ci évolue tel un vaisseau spatial (en rotation) dans un milieu spatial dépressurisé.

    Merci d'avance.

    -----
    Dernière modification par waldos71 ; 22/03/2014 à 22h28.
    Je suis bête mais je pose des questions...

  2. #2
    rsimon12

    Re : Atmosphère

    Bonsoir,
    Il faut se demander d'où vient la pression dont tu parles. Elle vient tout simplement du poids de l'air, qui vient lui-même de l'attraction gravitationnelle. Il n'y a donc pas vraiment de pression qui confine l'atmosphère autour de la Terre, mais une force qui l'attire autour.
    Simon - Chef de service énergies

  3. #3
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Merci ! ^^

    Une autre petit question tant que j'y suis.

    Si j'ai bien compris, la Terre tourne à peu près à 1600 Km/h, ce qui nous donne pour un observateur à l'équateur une distance parcourue de presque 500 mètres/seconde.

    J'imagine que cette vitesse de rotation (force centrifuge) est négligeable par rapport à l'attraction terrestre sur cet observateur ?
    Car sinon un observateur au pole nord qui ne parcourerait pas ces 500m/s alors qu'il subirait la même pesanteur serait écrasé par la gravité non ?
    Je suis bête mais je pose des questions...

  4. #4
    calculair

    Re : Atmosphère

    Bonjour,

    Ta réflexion est amusante.

    Les détracteurs de la rotation de la terre sur elle même disaient que soleil tournait autour de la terre. En effet si la terre tournait la force centrifuge nous éjecterait dans l'espace.

    Cette force centrifuge est utilisée pour lancer les satellites. C'est pour cette raison que les bases de lancement des satellites sont prés de l'équateur pour profiter au maximum de cet effet.

    En fait cet effet est relativement faible par rapport a la force de gravité. ( je pense 0,5 % au plus ) Cet effet n'est pas totalement négligeable comme obvient de le voir pour les lanceurs de satellites par exemple.

    Pour revenir à l'atmosphère, c'est la gravité qui maintient notre atmosphère. Vous remarquerez que les petites planètes, n'ont pas d'atmosphère ou une atmosphère très faible comme Mars qui est plus petite que la terre. Les molécules de gaz ne sont pas retenues suffisamment et donc elles s'échappent dans l'espace.
    Dernière modification par calculair ; 22/03/2014 à 23h46.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Merci pour ces précisions.

    Un dernière chose qui me choquait, c'est que la période de révolution de la Lune est égale à sa période orbitale.
    J'ai cherché comment ce gigantesque coup de bol (si l'on considère que la formation de la Lune s'est fait à partir d'un choc entre un météore et la Terre il y a très longtemps) était expliqué.

    L'explication donnée sur wikipédia est que la Lune aurait au cours du temps été petit à petit "ralentie par friction" avec la Terre, pour finalement, à notre époque, obtenir la même période de révolution que sa période orbitale.

    Pourquoi pas, mais ce que je ne comprends pas vraiment, c'est que d'un autre côté, on nous dit que la Lune s'éloigne petit à petit de la Terre.

    Un corps qui s'éloigne de plus en plus d'un autre ne devrait'il pas subir de moins en moins de friction ?
    Je suis bête mais je pose des questions...

  7. #6
    calculair

    Re : Atmosphère

    Bonjour,

    Le coup de la lune qui s'éloigne est une excellente question.


    Je ne saurais pas vous le démontrer On dit qu'il y a un effet de fronde. Je pense que le calcul doit faire intervenir le fait que la terre tourne autour du soleil mais aussi le force gravitationnelle du soleil sur la lune
    le calcul doit être difficile. Je reconnais par rapport au freinage liée au marrées tout cela est contre intuitif
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  8. #7
    LPFR

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par waldos71 Voir le message
    Merci pour ces précisions.

    Un dernière chose qui me choquait, c'est que la période de révolution de la Lune est égale à sa période orbitale.
    J'ai cherché comment ce gigantesque coup de bol (si l'on considère que la formation de la Lune s'est fait à partir d'un choc entre un météore et la Terre il y a très longtemps) était expliqué.

    L'explication donnée sur wikipédia est que la Lune aurait au cours du temps été petit à petit "ralentie par friction" avec la Terre, pour finalement, à notre époque, obtenir la même période de révolution que sa période orbitale.

    Pourquoi pas, mais ce que je ne comprends pas vraiment, c'est que d'un autre côté, on nous dit que la Lune s'éloigne petit à petit de la Terre.

    Un corps qui s'éloigne de plus en plus d'un autre ne devrait'il pas subir de moins en moins de friction ?
    Bonjour.
    Les phénomènes dont vous parlez sont dus à l'effet des marées. Je vais essayer de vous l'expliquer "avec les mains".

    Quand un objet ponctuel est en orbite autour d'un autre, la force d'attraction équilibre exactement la force centrifuge. Si l'objet n'est pas ponctuel mais grand, c'est le centre de gravité de l'objet pour lequel les forces d'attraction compensent exactement la force centrifuge.
    Mais la force d'attraction diminue avec la distance et la force centrifuge augmente avec la distance. Donc pour les masses de l'objet grand, proches de centre de rotation, les forces d'attraction sont plus fortes que les forces centrifuges, et elles sont attirées vers le corps qui les attire. Les parties plus éloignées que le centre de masses sont moins attirées et plus "éjectées" par la force centrifuge. Donc, un objet élastique en orbite à tendance à l'allonger dans la direction du rayon. La Lune s'allonge donc un peu dans le sens de la Terre et dans le sens opposé. Quand elle tournait par rapport à la terre la rotation, la friction interne de la déformation, avait tendance à décaler (en les retardant) le sens des bosses par rapport à la direction vers la Terre. Les bosses ne suivaient aps instantanément. Du coup, la bosse la plus proche était attirée dans le sens du freinage de la rotation. Au cours du temps, ceci a finit par arrêter la rotation de la lune par rapport à la Terre.
    En même temps, la différence de direction entre l'attraction sur la bosse proche et éloignée, donne une composante de force tangentielle qui à la direction de la vitesse orbitale de la Lune. Donc la Lune gagne en énergie et du coup son orbite va se situer plus loin de la terre et avec une vitesse orbitale plus grande et une vitesse angulaire plus faible.
    Si on fait la même analyse des forces de la Lune sur la Terre, on trouve que les deux bosses sont plus importantes car ce sont des bosses liquides: les marées. Et les forces différentes sur ces bosses ont un effet de ralentissement de la rotation de la Terre.

    Tout ceci est calculable "facilement".
    Au revoir.

  9. #8
    maxwellien

    Re : Atmosphère

    Bonjour, l'égalité de la période orbitale de la lune avec sa période de révolution provient du fait que le le centre de gravité de l'astre est déplacé par apport au centre géométrique, la plus part des satellites dans l'espace ont cette caractéristique.
    On utilise aussi la libration pour orienter convenablement les satellites artificiels vers la Terre.

  10. #9
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Encore merci pour le temps que vous prenez à m'expliquer. Je ne connaissais pas du tout cette histoire de bosses de la lune. Donc la lune serait comme une sorte d'œuf en fait. ^_^
    Avec les bosses dirigées face à nous donc on ne pourrait pas s'en apercevoir à l'œil nu.

    Ok pour les marées, mais ça me fait me poser une autre question.
    Si la force d'attraction de la Lune est telle qu'elle est capable d'attirer et de faire se mouvoir en "bosse" plusieurs mètres cubes d'eau (1mètre cube= 1 tonne si je ne me trompe pas), alors comment nous, pauvre petit humain de 70 kilo, à son passage ne décollons nous pas, ou au minimum, ne sentons nous pas une véritable différence de gravité.
    Ne devrions nous pas au minimum nous sentir bien plus légers ?
    Ne devrions nous pas voir de le monde des têtes brulées se filmer en train d'attendre avec impatience le passage de la Lune au dessus de leur tête pour s'amuser comme dans un parc d'attraction à faire des bonds de 3 ou 4 mètres ?
    Dernière modification par waldos71 ; 23/03/2014 à 09h51.
    Je suis bête mais je pose des questions...

  11. #10
    LPFR

    Re : Atmosphère

    Re.
    Oui, les bosses de la Lune ne sont pas visibles, car elles doivent être inférieures au mètre. Peut être qu'avec des satellites radar (de la Lune) ce serait mesurable.
    De toute façon, leur position est fixe par rapport à la Terre.
    L'attraction de la Lune est trop petite pour la sentir. Mais elle est mesurable avec des gravimètres sensibles.
    Et vous avez une similaire un peu plus faible due au Soleil.

    La vraie amplitude des marées (les bosses) n'est que de 36 cm pour la Lune et de 17 cm en plein océan. Les marées de 8 m à Granville sont dues à la "résonance" de l'eau due à la forme de la côte et la profondeur.

    Et je vous fais remarquer que si une des "bosses" n'ont pas seulement lieu quand la Lune est de votre côté, mais aussi quand elle est à vos antipodes.

    D'ailleurs ça a été un des triomphes de la Théorie de Newton, que d'expliquer pourquoi il y avait deux marées par jour au lieu d'une seule.
    A+

  12. #11
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Nouvelle question casse pied.

    Je me place dans le référenciel terrestre. La terre tourne donc à 1600 km/h, 500m/s (j'arrondis)
    Je suis dessus, à l'équateur, prenons même moins rapide, je suis dans l'hémisphère Nord, je suis collé par la gravité au globe et suis donc entraîné à 200m/s de manière constante.

    Tout autour de moi possède donc une vitesse de rotation autour du globe de 200m/s, moi, les maisons, les arbres, et forcément, l'atmosphère aussi, car sinon, nous serions déchiquetés par des vents de 800km/h constamment.

    Je monte sur un grand trampoline. Des amis passent sous le trampoline et tirent très fort sur la toile, de telle manière à me "catapulter" parfaitement à la verticale, de manière à ce que je retombe sur le trampoline pour ne pas me blesser. Ils lâchent, et je décolle pendant 2 secondes à 5 mètres du sol.
    Pendant ces deux secondes, la terre, mes amis, les maisons, tout autour de moi conserve sa vitesse de 200m/s.
    Au moment de mon décollage, j'ai encore ma vitesse de 200m/s que me confère la rotation de la terre.
    Mais dès lors que je décolle, sur les deux secondes où je suis en sustentation dans l'air de l'atmosphère, et où je ne suis plus entrainé par la rotation de la terre, et donc pendant ces deux secondes où logiquement, je devrais "ralentir", pour retomber à côté du trampoline (sorte de "chute libre latérale par rapport à mon point de départ), ne devrais-je pas, pour retomber exactement sur le trampoline, subir une pression atmosphérique latérale conséquente, de manière à conserver ma vitesse de 200m/s et ne pas finir dans le jardin du voisin ?
    Je suis bête mais je pose des questions...

  13. #12
    LPFR

    Re : Atmosphère

    Re.
    Votre raisonnement est correct.
    Mais au lieu de le faire avec votre corps. Vous pouvez le faire avec un boulet de canon, qui est plus dense et moins sensible aux poussées latérales de l'atmosphère.
    Vous pouvez, par exemple, laisser tomber le boulet du haut de la tour Eiffel, et il ne tombera pas à la verticale du point de lâcher mais un peu plus à est.

    Formellement, cela vient du fait que la surface de la terre n'est pas un référentiel inertiel. Et l'accélération qui pousse apparemment le boulet vers l'est s'appelle "accélération de Coriolis".
    A+

  14. #13
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Votre raisonnement est correct.
    Mais au lieu de le faire avec votre corps. Vous pouvez le faire avec un boulet de canon, qui est plus dense et moins sensible aux poussées latérales de l'atmosphère.
    Pourquoi faire une expérience avec quelque chose de moins sensible, alors que justement le but est de démontrer l'existence ou non de ces poussées.

    Là je suis dans ma chambre, la pièce fait 4mx5m, je me mets debout, je saute tel le basketteur professionnel ^^, je reste une demie seconde en l'air. Durant cette demi seconde, si le sol continue à tourner à 200m/s et si je perds la moindre vitesse, même ne serai-ce qu'un décalage d'1%, je devrais:

    - soit atterrir à un mètre de là où j'ai sauté
    - soit sentir une différence de pression significative qui s'exerce sur moi.

    Et là je ne parle que pour du 200m/s. À l'équateur (le double), ça deviendrait un suicide collectif d'organiser une partie basketball. ^_^

    Ou alors je suis fou. >_<
    Je suis bête mais je pose des questions...

  15. #14
    LPFR

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par waldos71 Voir le message
    Pourquoi faire une expérience avec quelque chose de moins sensible, alors que justement le but est de démontrer l'existence ou non de ces poussées.

    ...
    Re.
    Vous avez raison. Vous n'avez qu'à vous jeter du haut de la tour Eiffel.
    A+

  16. #15
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Vous pouvez, par exemple, laisser tomber le boulet du haut de la tour Eiffel, et il ne tombera pas à la verticale du point de lâcher mais un peu plus à est.
    Un peu plus à l'est ou à l'ouest ?





    Images attachées Images attachées
    Je suis bête mais je pose des questions...

  17. #16
    QuarkTop

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par waldos71 Voir le message
    Au moment de mon décollage, j'ai encore ma vitesse de 200m/s que me confère la rotation de la terre.
    Mais dès lors que je décolle, sur les deux secondes où je suis en sustentation dans l'air de l'atmosphère, et où je ne suis plus entrainé par la rotation de la terre, et donc pendant ces deux secondes où logiquement, je devrais "ralentir", pour retomber à côté du trampoline (sorte de "chute libre latérale par rapport à mon point de départ), ne devrais-je pas, pour retomber exactement sur le trampoline, subir une pression atmosphérique latérale conséquente, de manière à conserver ma vitesse de 200m/s et ne pas finir dans le jardin du voisin ?
    Bonjour,
    Attention quand même à une confusion possible : ce n'est pas l'air qui te permet de maintenir ta vitesse de rotation quand tu ne touches pas le sol. Tu as l'air de dire que si au lieu de te tenir sur le sol tu flottais à un centimètre au-dessus grâce à un réacteur dorsal alors tu te mettrais à perdre de la vitesse de rotation et à dévier vers l'ouest si l'atmosphère ne te retenait pas, mais c'est faux. De même, quand tu te tiens sur le sol, celui-ci n'exerce pas sur toi de force horizontale vers l'est pour te "pousser" et maintenir ta vitesse de rotation.

    Tu maintiens ta vitesse de rotation par inertie, car c'est un état de mouvement naturel quand on ne subit que des forces verticales comme le poids ou la poussée du réacteur dorsal (techniquement c'est dû à la conservation du moment cinétique). En gros ça veut dire que tu continues éternellement sur ta lancée à tourner à la même vitesse à cause de ta vitesse angulaire initiale, sans besoin de force horizontale pour te pousser, ni du sol ni de l'air.

    Par contre quand tu sautes en l'air, il y a autre chose qui se passe, mais c'est uniquement parce que tu changes d'altitude. Pendant que tu montes, la force de Coriolis mentionnée par LPFR va s'exercer sur toi dans la direction horizontale vers l'ouest, donc effectivement ralentir ta rotation. Mais par contre lors de ta descente, la force de Coriolis va s'exercer cette fois-ci vers l'est et donc augmenter ta rotation dans même sens que la Terre, de sorte qu'en atteignant le sol ta vitesse horizontale par rapport au sol devrait être nulle comme au départ. Pas évident a priori d'en déduire de quel côté du trampoline on va retomber !

    Pour comprendre cet effet il suffit d'imaginer un patineur qui tourne sur lui-même. Quand il écarte les bras sa rotation ralentit, comme quand tu sautes en l'air car tu t'éloignes de l'axe de rotation. Par contre quand il ramène ses bras verticalement sa rotation augmente à nouveau, comme quand tu retombes vers le sol. C'est dû à la conservation du moment cinétique (dans le référentiel géocentrique).

    Pour l'orange : d'après mes explications on voit en quoi ils se trompent en imaginant qu'une orange devrait être déviée vers l'ouest en tombant (flèche bleue). Quant à la déviation observée (flèche orange), elle a l'air tout simplement due à la vitesse horizontale initiale que le lanceur lui a donnée, qui surpasse sans doute considérablement la déviation vers l'est due à Coriolis. Il faudrait la lâcher sans vitesse initiale pour observer quelque chose de concluant.

  18. #17
    QuarkTop

    Re : Atmosphère

    Cf https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A...n_vers_l%27est : 3 cm de déviation vers l'est pour une chute de 160 mètres...

  19. #18
    waldos71

    Re : Atmosphère

    D'accord.
    Donc si j'ai bien compris, grâce à cette force de Coriolis, mon bonhomme qui saute sur son trampoline, est d'abord décalé vers l'ouest lorsqu'il monte, avant d'être ramené vers l'est à sa position initiale en descendant.
    Sa trajectoire n'est pas verticale, mais diagonale en quelque sorte…
    Je suis bête mais je pose des questions...

  20. #19
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Mais qu'en est-il d'un hélicoptère qui décolle et fait du vol stationnaire par rapport à un observateur resté encré sur le sol ?

    Si j'ai bien compris, cette "force de Coriolis" (et non la pression de l'atmosphère donc), le ferait dévier vers l'est de manière constante de façon à ce que son point de vol stationnaire reste encré par rapport à l'observateur, les pieds sur terre, qui lui rotationne avec une vitesse angulaire qui ne diminue pas ? (désolé si je n'emploie pas les bons termes, mais je pense que vous comprenez l'idée ^^)
    Je suis bête mais je pose des questions...

  21. #20
    QuarkTop

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par waldos71 Voir le message
    D'accord.
    Donc si j'ai bien compris, grâce à cette force de Coriolis, mon bonhomme qui saute sur son trampoline, est d'abord décalé vers l'ouest lorsqu'il monte, avant d'être ramené vers l'est à sa position initiale en descendant.
    Sa trajectoire n'est pas verticale, mais diagonale en quelque sorte…
    Malheureusement ce n'est pas aussi simple. Lors de la montée la force de Coriolis, dirigée vers l'ouest, va lui donner une vitesse horizontale vers l'ouest par rapport au sol donc il se trouve à dévier vers l'ouest. Au sommet de sa trajectoire, il a donc une vitesse horizontale vers l'ouest. Puis pendant sa redescente, la force de Coriolis, dirigée vers l'est, va graduellement diminuer sa vitesse horizontale jusqu'à zéro. Mais pendant toute la redescente, il aura quand même une vitesse horizontale vers l'ouest, même si elle sera de plus en plus petite jusqu'à zéro, donc il continuera quand même de dévier vers l'ouest. Donc finalement il tombera à l'ouest du trampoline.

  22. #21
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par QuarkTop Voir le message
    Mais par contre lors de ta descente, la force de Coriolis va s'exercer cette fois-ci vers l'est et donc augmenter ta rotation dans même sens que la Terre, de sorte qu'en atteignant le sol ta vitesse horizontale par rapport au sol devrait être nulle comme au départ. Pas évident a priori d'en déduire de quel côté du trampoline on va retomber !
    Citation Envoyé par QuarkTop Voir le message
    Malheureusement ce n'est pas aussi simple. Lors de la montée la force de Coriolis, dirigée vers l'ouest, va lui donner une vitesse horizontale vers l'ouest par rapport au sol donc il se trouve à dévier vers l'ouest. Au sommet de sa trajectoire, il a donc une vitesse horizontale vers l'ouest. Puis pendant sa redescente, la force de Coriolis, dirigée vers l'est, va graduellement diminuer sa vitesse horizontale jusqu'à zéro. Mais pendant toute la redescente, il aura quand même une vitesse horizontale vers l'ouest, même si elle sera de plus en plus petite jusqu'à zéro, donc il continuera quand même de dévier vers l'ouest. Donc finalement il tombera à l'ouest du trampoline.
    Donc si j'ai bien compris, quand un enfant de 10 ans monte sur un trampoline pour la première fois pour s'amuser dessus pendant une demie heure, sans être au courant de cette force, il compense intuitivement par ses sauts successifs ce décalage qui l'amène petit à petit vers le bord du trampoline ?
    Je suis bête mais je pose des questions...

  23. #22
    QuarkTop

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par waldos71 Voir le message
    Mais qu'en est-il d'un hélicoptère qui décolle et fait du vol stationnaire par rapport à un observateur resté encré sur le sol ?

    Si j'ai bien compris, cette "force de Coriolis" (et non la pression de l'atmosphère donc), le ferait dévier vers l'est de manière constante de façon à ce que son point de vol stationnaire reste encré par rapport à l'observateur, les pieds sur terre, qui lui rotationne avec une vitesse angulaire qui ne diminue pas ? (désolé si je n'emploie pas les bons termes, mais je pense que vous comprenez l'idée ^^)
    Non, pas du tout ! Ce que j'ai dit c'est que quand on reste à altitude constante, il n'y a besoin d'aucune force horizontale (ni du sol, ni de l'air, ni Coriolis) pour conserver sa vitesse angulaire, on conserve sa vitesse angulaire "sans effort", c'est une loi de la physique, la conservation du moment cinétique. Un patineur pourrait rester à tourner sur lui-même éternellement s'il n'y avait pas les forces horizontales de friction avec le sol pour le ralentir.

    Quand l'hélicoptère fait du vol stationnaire, il ne subit aucune force horizontale ni de l'air ni de Coriolis (qui est d'ailleurs nulle dans ce cas). De même que l'observateur les pieds sur Terre. C'est uniquement quand l'hélicoptère ou le trampoliniste change d'altitude qu'il subit une force de Coriolis vers l'est ou l'ouest, car celle-ci n'existe que quand on a une vitesse non nulle par rapport au sol.

    Ce qui est conservé, le moment cinétique dans le référentiel géocentrique, c'est proportionnel au produit de la vitesse angulaire et du carré du rayon de la trajectoire. Donc à rayon constant (altitude constante), la vitesse angulaire se conserve sans effort. Si l'altitude augmente, la vitesse angulaire doit diminuer, et réciproquement. Cette diminution ou augmentation se fait grâce à une force horizontale vers l'est ou l'ouest qui n'agit que lorsqu'on est en train de bouger, la force de Coriolis. Quand l'hélico a fini de monter, il ne la subit plus, il ne subit plus aucune force horizontale. Toutefois pendant sa montée il a subi une force de Coriolis vers l'ouest qui s'il ne l'avait pas compensée par une autre force horizontale lui aurait donné une vitesse horizontale vers l'ouest, mais elle est infime en pratique, comme pour l'orange ou le trampoliniste.

    Je rappelle l'ordre de grandeur de wikipédia de quelques centimètres de déviation pour une chute de 160 mètres ; alors pour un saut d'un mètre, il n'y a pas grand chose à compenser...

    (je précise que l'orange et le trampoline ne sont pas des situations identiques : l'orange part d'une vitesse initiale nulle et tombe, donc est bien déviée vers l'est, tandis que l'enfant monte puis descend, ce qui est plus compliqué et conduit à une déviation finale vers l'ouest)
    Dernière modification par QuarkTop ; 23/03/2014 à 17h51.

  24. #23
    waldos71

    Re : Atmosphère

    D'accord.

    Donc quand je prends un yoyo, et que je le fais tourner autour de ma main au bout de ma ficelle, si je réduis la distance de la ficelle, la vitesse de rotation augmente, si je la rallonge, la vitesse de rotation diminue, comme le patineur.

    Dans le cas de lhélicoptère qui décolle et fait du stationnaire, et n'est plus soumis aux même frottements que l'observateur qui se trouve encré sur le sol, le fait qu'il ne soit pas dévié par rapport à l'observateur est donc dû à la gravité

    La gravité est équivalente à la ficelle, quels que soient les frottements entre les objets ?
    Je suis bête mais je pose des questions...

  25. #24
    QuarkTop

    Re : Atmosphère

    Citation Envoyé par waldos71 Voir le message
    D'accord.

    Donc quand je prends un yoyo, et que je le fais tourner autour de ma main au bout de ma ficelle, si je réduis la distance de la ficelle, la vitesse de rotation augmente, si je la rallonge, la vitesse de rotation diminue, comme le patineur.

    Dans le cas de lhélicoptère qui décolle et fait du stationnaire, et n'est plus soumis aux même frottements que l'observateur qui se trouve encré sur le sol, le fait qu'il ne soit pas dévié par rapport à l'observateur est donc dû à la gravité

    La gravité est équivalente à la ficelle, quels que soient les frottements entre les objets ?
    Pour maintenir un mouvement de rotation, il n'y a pas besoin de forces parallèles au mouvement, mais par contre il y a effectivement besoin de forces dirigées vers l'axe de rotation (centripètes), comme la tension de la ficelle du yoyo ; si on coupait la ficelle pendant qu'il tourne autour de la main, il prendrait la tangente (littéralement). Dans le référentiel géocentrique (où la Terre tourne), pour l'observateur au sol, la "petite" force non nulle résultant de non-compensation parfaite de la gravité (vers le bas) et de la réaction du sol (vers le haut) donne la force centripète nécessaire dirigée vers l'axe de rotation terrestre. Pour l'hélicoptère, même chose sauf que la réaction du sol est remplacée par la force vers le haut due au rotor. Dans les deux cas c'est donc en gros la gravité qui est à l'origine de la force centripète. Pour un satellite, la gravité est la seule force.

  26. #25
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Je suis désolé, je vais arrêter là. Je dois être complètement stupide, mais je ne comprend pas. Ou tout du moins, j'ai beaucoup de difficulté à le concevoir.

    La troisième loi de Newton dit :

    "Pour chaque action, il existe une réaction égale et opposée : l’action est toujours égale à la réaction ; c'est-à-dire que les actions de deux corps l’un sur l’autre sont toujours égales, et dans des directions contraires"

    Quand je m'appuie sur un mur, le mur réagit en me donnant un force égale.

    La force de pesanteur, je la compense en faisant un effort pour tenir debout (os, muscles, tendons)

    Mais si la Terre tourne à 500m/s, la force de frottement entre moi (corps A) et la terre (corps B) devrait être énorme ! C'est une scie circulaire, je devrais me faire liquéfier sur place, à moins de m'accrocher à la Terre en exprimant une force inverse, chose que je n'ai pas l'impression d'être en train de faire en ce moment, assis tranquille à tapoter sur mon clavier.

    Les buildings, pour compenser cette force qui tire leur base à 500m/s, devraient être complètement penchés.

    Je fais de l'aile de traction. Quand mon aile passe dans la fenêtre de vent, je suis tiré vers l'avant, et si je ne veux pas tomber, je suis obligé de me pencher en arrière.

    Ma question est pourtant super simple. Pourquoi ce n'est pas pareil pour la Terre ? Pourquoi je n'ai besoin d'exprimer AUCUNE FORCE LATÉRALE en compensation de cette rotation de 500m/s pour y rester accroché ?

    Je vais continuer à chercher, mais vous avez un lien vers un schéma clair, je suis preneur.
    Je suis bête mais je pose des questions...

  27. #26
    Etrange

    Re : Atmosphère

    Salut,

    Si je devais ajouter mon grain de sel je dirais qu'il faut faire attention à la notion de vitesse de rotation. Certes la surface de la Terre se déplace à quelques 500m/s mais la pseudo force centrifuge ne dépend pas que de cette vitesse là. Elle vaut en effet v²/R, ici R est grand (~6400 km) donc la force centrifuge est faible.
    D'ailleurs pour une vitesse en surface donnée, plus le rayon est grand, plus la direction de la vitesse est constante et donc plus ce mouvement en surface s'apparente à un mouvement rectiligne uniforme. Il ne faut pas tirer la conclusion qu'une force énorme devrait s'appliquer du fait que la vitesse en surface nous semble importante. Un mouvement rectiligne uniforme c'est comme rien, un observateur placé dans une fusée voyageant à plusieurs kilomètres par seconde dans l'espace par rapport à la Terre ne ressentira aucune force car il n'accélère pas. De la même manière un observateur sur Terre ne ressent pas les effet de sa rotation car son accélération est faible (v²/R). C'est l'accélération qui est importante, pas la vitesse !

    @+

  28. #27
    polmichet

    Re : Atmosphère

    Bonsoir, je rajouterais qu'il ne faut pas confondre effort (énergie) et force (action/réaction en Newton), que tu sois assis tranquille à tapoter te demande moins d'effort mais la force pour te tenir debout ou assis ou coucher est la même (personnellement je vois ça comme une liaison gravitationnelle), en fait l'effort que tu fournis est en rapport de la déformation élastique de tes muscles qui bouffent (littéralement) de l'énergie chimique (exemple se tenir debout ou pousser sur un mur), nos muscles et notre fonctionnement d'être vivant demande toujours un "effort minimum" (qu'on appelle métabolisme basal), qui demande de l'énergie (nourriture) pour se maintenir. Par contre une structure rigide comme un bâtiment ne demande pas d'effort (sauf usure des matériaux qui doivent s'autosoutenir du fait de leurs masses plus importante que toi, ce qui ne demande que de l'énergie potentielle (se maintenir à une hauteur), juste de la rigidité (comme les os quand tu es debout, imagines toi sans os, tu serais comme une limace, c'est à dire à glisser par terre ), il faut bien comprendre qu'une force ne travaille (dépense de l'énergie) que si elle se déplace (distance), (dans l'exemple où tu pousse le mur, le mur ne travaille pour ainsi dire quasiment pas (ce ne doit pas être mesurable ou en tout cas négligeable sauf si tu es Hulk ) car le mur ne bouge/se déforme pas.

    En résumé si je reprends tes mots effort = force*distance parcourue et/ou effort = force*déformation. Ce qui devient E(énergie en Joule) = F(force en Newton)*d(en mètre)

  29. #28
    QuarkTop

    Re : Atmosphère

    Comme Etrange l'a expliqué, la force centrifuge due à la rotation de la Terre n'est pas si énorme, elle vaut moins de 0,5% du poids comme dit plus haut. Dans le référentiel terrestre, la somme de la force de gravité (dirigée vers le centre terrestre) et de la petite correction due à la force centrifuge dont la direction fuit l'axe de rotation constitue ce qu'on appelle le poids et détermine la verticale locale. Quand tu es au sol, le sol exerce sur toi une force verticale vers le haut compensant exactement ton poids. Cette réaction verticale du sol n'est pas une force de frottement et elle n'est pas latérale, elle est bien verticale. Dans le cas du yoyo qui tourne autour de ta main, tu acceptes bien qu'il ne subisse qu'une force centripète, il n'a pas besoin de force parallèle à sa vitesse pour tourner. Quand tu es à l'équateur pour simplifier, l'effet de la force centrifuge n'est pas de te pousser vers l'ouest, mais de te pousser vers le haut ! Concrètement, de diminuer la valeur de ton poids de manière infime (moins de 0,5%). Pareil pour les buildings. Et quand tu prends un virage en voiture, tu n'es pas poussé vers l'arrière de la voiture, mais vers l'extérieur du virage...

  30. #29
    waldos71

    Re : Atmosphère

    Merci à tous les trois. Je comprends beaucoup mieux maintenant. Effectivement, je n'avais pas considéré la grandeur du rayon terrestre. Je suis rassuré.

    Par contre, j'avoue avoir encore un peu de mal avec cet hélicoptère faisant du stationnaire qui ne se décale pas par rapport à l'observateur au sol.
    Je suis bête mais je pose des questions...

  31. #30
    Etrange

    Re : Atmosphère

    Re,

    L'hélicoptère s'appuie sur l'air de l'atmosphère pour voler, il se déplace par rapport à l'air. Il se trouve que l'atmosphère tourne avec la Terre et donc si l'hélicoptère s'élève au dessus du sol il n'a aucune raison de se décaler par rapport à son point de départ au sol. Nous ne sommes pas dans un référentiel strictement inertiel sur Terre mais en première approximation on peut négliger les effets induits par l'accélération due à la rotation de la Terre dans ce genre de cas. Tout se passe alors comme si la Terre ne tournait pas et se déplaçait en mouvement rectiligne uniforme. La Terre avance, certes, mais l'atmosphère et tout ce qui est sur Terre avance avec elle.

    Là où l'on peut commencer à mesurer les effets de l'accélération de notre référentiel c'est par exemple en lâchant un objet depuis un point en altitude sur le sol. Si l'on peut négliger les frottements de l'air sur cet objet alors on remarque qu'il n'atteint pas le sol à la verticale du point duquel on l'a lâché. Il y a un décalage de quelques centimètre pour une chute de quelques centaines de mètres. Là encore les effets sont très faibles.

    @+

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