Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse
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Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse



  1. #1
    Bartolomeo

    Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse


    ------

    Bonjour,

    D'apres les 2 premières lois de Keppler, la vitesse de Terre n'est pas konstante sur son ellipse. OK!
    La physique me dit que quand j'accélere ou je décèlère une Force agi sur moi. D'aprés la 1. loi de Newton je devrais sentir l'accéleration ou la décélération. Or physiquement je ne ressent pas la Terre freiner ou accélerer sur sa trajéctoire. Je ne me sens pas plus attiré à l'est ou l'ouest
    Comment expliquer cela?

    Cordialement

    -----

  2. #2
    phys4

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    Ce changement de la vitesse est en équilibre avec l'attraction solaire, que vous ne sentez pas non plus.

    C'est une situation analogue à un objet dans un satellite, quelle que soit la trajectoire du satellite, l'objet flotte dans le satellite car il suit une trajectoire identique.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  3. #3
    Bartolomeo

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    Ca parait cohérent mais cela ne satisfait pas ma compréhension. Ou du moins ne me permetrais pas de l'expliquer avec bonne conscience à un enfant.

    Si je tiens un ressort avec une bille fixée au bout. Si d'un coup je subit l'attraction du soleil, la bille va aller en arriere, puisque je subit une accélération. La bille va garder cette position. Admettons que si je ne sens pas l'attraction, il n'y a pas de doute, je peux la voir! Si maintenant une larve d'insecte nait sur cette bille pendant l'attraction subit. La larve ne se rendra compte de rien. Par contre, si je change de mouvement (par exemple je ralentis), la larve pourrait tomber de la bille ou du moins se sentir plus léger ou plus lourd selon ou elle se trouve sur la bille.

    Si je freine le satellite, l'objet qui flotte dedans va continuer la trajectoire et taper dans le mur.

  4. #4
    jacknicklaus

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    comme l'a dit phys4, c'est une question d'équilibre des forces. Là où la Terre est au plus proche du Soleil, l'attraction est plus élevée, et dans le même temps la Terre est au maximum de sa vitesse (loi des aires), la force centrifuge compense l'attraction. Idem partout sur cette trajectoire : attraction et force centrifuge se compensent. On ne ressent rien de spécial. La station spatiale ISS en orbite autour de la Terre non plus, elle ne gicle pas de son orbite à chaque périhélie de la Terre.
    There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    phys4

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    Citation Envoyé par Bartolomeo Voir le message
    Si je freine le satellite, l'objet qui flotte dedans va continuer la trajectoire et taper dans le mur.
    Non, si le freinage provient de l'attraction de la Terre, tous les points du satellite ainsi que l'intérieur freinent en même temps, car ils subissent un freinage commun.
    Tous les objets flottent dans le satellite pendant le freinage.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  7. #6
    ThM55

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    On peut faire l'analogie avec l'ascenseur d'Einstein, mais cette fois on le propulse vers le haut, par exemple avec un gros ressort. Ce ressort donne une vitesse initiale V à notre ascenseur. Ensuite, en montant, il perd de la vitesse puisque seule la gravité agit dessus. A l'intérieur, les gens croient qu'ils sont en apesanteur. Ils ne remarquent pas que l'ascenseur perd de la vitesse. Quand l'ascenseur a atteint son altitude maximale, sa vitesse s'annule mais les gens à l'intérieur ne remarquent rien. Ensuite il redescend et accélère. Les gens sont toujours en apesanteur à l'intérieur. Donc ce n'est pas parce que la vitesse varie que les occupants doivent ressentir l'accélération. OK?

  8. #7
    mach3
    Modérateur

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    Il y a deux types de forces, celles qui sont proportionnelles à la masse de l'objet sur lequel elles s'exercent, quelle que soit la nature de l'objet et celles qui ne le sont pas.

    L'accélération qui résulte des premières est indépendante de la masse de l'objet et de sa nature, alors que celle qui résulte des secondes dépend de la masse et de la nature de l'objet.

    Les premières sont les forces d'entrainement (centrifuge, coriolis,...) et la force de gravitation (qui n'est en fait qu'une force d'entrainement...).

    Les premières n'entraînent pas forcément de ressenti d'accélération, contrairement aux secondes qui l'entraînent systématiquement. Pour qu'il y ait un ressenti d'accélération, il faut qu'il y ait contrainte, c'est à dire que différentes parties de l'objet subissent des accélérations différentes.

    Si il n'y a que des forces d'entrainement (ou de gravitation) et que leur gradient dans l'objet est nul (elles ne varient pas d'un point à l'autre de l'objet), alors tous les points de l'objet accélérent identiquement, il n'y a pas de contrainte, pas de ressenti. Notons que si leur gradient est non nul, les contraintes sont les forces de marée.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  9. #8
    mach3
    Modérateur

    Re : Influence de la variation de la vitesse de la terre sur son ellipse

    Revenons sur l'exemple d'un mouvement képlerien (ellipse avec augmentation de vitesse près du foyer et diminution loin du foyer, en respectant la loi des aires), en considérant trois cas:
    1-la Terre autour du Soleil, ne subissant que la force de gravitation
    2-un astronaute seul qui tourne autour d'une étoile similaire au soleil suivant une orbite similaire à celle de la Terre
    3-un vaisseau reproduisant le même mouvement képlerien, mais dans le vide, sans gravitation, la poussée des propulseurs du vaisseaux faisant le travail.

    Dans le premier cas, il y a un gradient de force de gravitation, car elle varie en 1/r². Grossièrement, un objet à la surface de la Terre subira une accélération de 9,81m/s², à laquelle il faudra ajouter 5,88mm/s² si il est à l'exact opposé du soleil et retrancher 5,98mm/s² si il est exactement face au soleil. L'ensemble de l'objet est soumis à l'accélération, donc pas de contrainte, enfin des contraintes négligeables : considérons que c'est un humain d'environ 2m, alors la différence d'accélération entre sa tête et ses pieds est de 6µm/s² (en gros si la tête et les pieds n'était pas solidaires, il faudrait une dizaine de minutes pour que la vitesse de la tête par rapport au pieds soit à peu près celle d'un escargot...), ça c'est pour la variation de gravitation terrestre, il faut ajouter une variation d'environ 200pm/s² pour la variation de gravitation solaire (c'est du même ordre de grandeur que le champ de gravitation exercé par notre tête au niveau de nos pieds...).
    Les marées occasionnent un allongement de la Terre, suivant l'axe Soleil-Terre (un peu décalé à cause de la rotation, mais n'entrons pas dans ce détail), c'est de l'ordre du mètre, donc variation d'accélération de la pesanteur terrestre de l'ordre du µm/s² à cause de ça.
    Enfin, entre l'aphélie et le périhélie, l'accélération due à la gravitation du soleil varie de 5,7mm/s² à 6,1mm/s².

    Donc, l'essentiel de l'accélération, ce sont les 9,81m/s² de la pesanteur terrestre. Le reste c'est peanuts, négligeable (et on n'a pas considérer la lune, qui en termes de marées est plus importante que le soleil). Et ces 9,81m/s², si on les ressent, ce n'est pas à cause de la gravitation elle-même, mais à cause de la réaction du sol : et oui quand on est debout, le sol appuie sur nos plantes de pieds, et seulement sur nos plantes de pieds, alors que la gravitation agit identiquement sur chaque atome de notre corps. Donc contrainte, donc ressenti (capteurs de pression, propriocepteurs, oreille interne etc...).

    Dans le deuxième cas, chaque atome de l'astronaute est soumis à une accélération centripète qui varie de 5,7 à 6,1mm/s² suivant si l'astronaute est à l'aphélie ou au périhélie. Il ne ressent absolument rien. A l'extrême rigueur, la différence d'accélération entre sa tête et ses pieds est du même ordre de grandeur que le champ de pesanteur que sa tête exerce sur ses pieds...

    Dans le troisième cas, le pilote du vaisseau est soumis à une accélération qui varie de 5,7 à 6,1mm/s² suivant si le vaisseau est à l'aphélie ou au périhélie. Elle est due à la force de réaction de son siège, qui le force à suivre la trajectoire du vaisseau plutôt qu'un mouvement rectiligne uniforme et elle est donc centrifuge et s'applique uniquement aux points de contact entre lui et son siège. En supposant que sa masse soit de 75kg et que la surface de contact avec le siège est d'environ 20cm², son postérieur subit une pression au maximum de 22.5 pascals. C'est pas grand-chose. Il aura l'impression de peser quelques grammes.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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