Mouvement... à l'intérieur d'un tore de Stanford (Station spatiale vue dans 2001 l'odyssée...))

[AMtonton]

Bonjour,
Dans une station spatiale en navigation interplanétaire et apesanteur, je tente un raisonnement qui semble un peu acrobatique...
1) Comment repérer le mouvement de la station qui est uniforme et rectiligne ou à peu près sur disons, une heure ou même un jour?)
2) La station tourne pour créer "une pesanteur artificielle", mais si cette pesanteur est due au mouvement et non pas à la masse d'un attracteur, alors qu'en est-il quand on se déplace relativement vite par rapport à la rotation de la station? Par exemple, si on tourne assez vite dans le même sens que la station, la pesanteur est double, ou même plus, alors, si on tourne en sens inverse, la pesanteur devient nulle...
3) Si donc on tourne en sens inverse de la station et s'il n'y a pas d'air, on peut rester flottant au dessus d'un sol qui se déplace sans vous entraîner et on ne ressent pas la pesanteur artificielle créée par la station... mais on en fait le tour en une période!!!
4) Mais que se passe-t-il si il y a de l'air? On pourrait toujours s'élever avec une toute petite force à la condition d'avoir le bon déplacement, et par exemple, imaginer un train suspendu sans frottements qui ne tournerait en apesanteur qu'en sens inverse de la station, tandis qu'il serait collé au sol s'il faisait marche arrière? Ce serait donc l'expérience physique, pour les cosmonautes, du fait que le référentiel de leur position immobiles dans la station ne serait pas galiléen? Et si on va un peu moins vite ou plus vite, ou en travers, ou si on saute à pieds joints?
5) Dans ce cas, peut-on légitimement parler de pesanteur artificielle, puisqu'il ne s'agit que d'une accélération due au mouvement circulaire?
6) Quelqu'un sait faire les calculs de champ ou de mouvement ou de forces, pour tout cela? Peut-on légitimement raisonner "de chic" comme je viens de le faire et où serait le piège?
Merci à qui aura le temps le courage et la compétence de donner quelques éléments de réponse ou des références que je n'ai pas su trouver.
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[Amanuensis]

Bonjour, et bienvenue sur le forum,

Dans une station spatiale en navigation interplanétaire et apesanteur, je tente un raisonnement qui semble un peu acrobatique...
1) Comment repérer le mouvement de la station qui est uniforme et rectiligne ou à peu près sur disons, une heure ou même un jour?)

Question pas claire.

2) La station tourne pour créer "une pesanteur artificielle", mais si cette pesanteur est due au mouvement et non pas à la masse d'un attracteur, alors qu'en est-il quand on se déplace relativement vite par rapport à la rotation de la station? Par exemple, si on tourne assez vite dans le même sens que la station, la pesanteur est double, ou même plus, alors, si on tourne en sens inverse, la pesanteur devient nulle...

Correct!

3) Si donc on tourne en sens inverse de la station et s'il n'y a pas d'air, on peut rester flottant au dessus d'un sol qui se déplace sans vous entraîner et on ne ressent pas la pesanteur artificielle créée par la station... mais on en fait le tour en une période!!!

Correct aussi!

On pourrait toujours s'élever avec une toute petite force à la condition d'avoir le bon déplacement, et par exemple, imaginer un train suspendu sans frottements qui ne tournerait en apesanteur qu'en sens inverse de la station, tandis qu'il serait collé au sol s'il faisait marche arrière?

Oui

Ce serait donc l'expérience physique, pour les cosmonautes, du fait que le référentiel de leur position immobiles dans la station ne serait pas galiléen? Et si on va un peu moins vite ou plus vite, ou en travers, ou si on saute à pieds joints?

Oui encore...

5) Dans ce cas, peut-on légitimement parler de pesanteur artificielle, puisqu'il ne s'agit que d'une accélération due au mouvement circulaire?

C'est une question de vocabulaire... Certains diront oui, d'autres non.

6) Quelqu'un sait faire les calculs de champ ou de mouvement ou de forces, pour tout cela?

Voir "force de Coriolis" et "force centrifuge". Ce sont les "forces" qu'on "ajoute" quand on travaille dans un référentiel tournant pour faire les calculs et montrer les différentes propriétés que vous avez indiquées.

Peut-on légitimement raisonner "de chic" comme je viens de le faire et où serait le piège?

Vous l'avez fait, c'est donc faisable.

[AMtonton]

Pour la question 1, je voulais dire, "comment voir qu'elle tourne sur son axe si on n'a pas de repère", et donc peut-on prendre pour repère un astre ou la Terre, afin de penser le problème que je pose ensuite?

[AMtonton]

Et merci pour la rapidité de la réponse, vraiment je ne m'attendais pas à l'avoir presque immédiatement. Bravo. Je vais voir pour les calculs. ;

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Pour la question 1, je voulais dire, "comment voir qu'elle tourne sur son axe si on n'a pas de repère", et donc peut-on prendre pour repère un astre ou la Terre, afin de penser le problème que je pose ensuite?

Les particularités des mouvements à l'intérieur que vous avez indiquées permettent de savoir que la référence (la station) est en rotation, même sans voir les astres extérieurs. Sur Terre, l'expérience du pendule de Foucault le permet, par exemple, alors que la rotation est bien trop lente pour être notée dans la vie de tous les jours (autrement que par la course du Soleil et des étoiles!).