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Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?



  1. #1
    evrardo

    Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Bonjour,
    Je ne comprends pas très bien pourquoi est ce la pseudo force Coriolis qui intervient dans la déviation du pendule de Foucault.
    Je pensais que cette déviation se produisait parce que le plan d'oscillation du pendule restait fixe par rapport à un point fixe extérieur à la Terre.
    Mais il semble qu'en fait c'est l'effet Coriolis qui intervient. Et là je ne comprends plus très bien.
    Merci pour votre aide.
    Youri.
    futura.jpg

    -----

    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  3. #2
    albanxiii

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Bonjour,

    L'apparition ou non de la force Coriolis dépend du référentiel dans lequel vous étudiez le pendule.

    Si c'est dans le référentiel terrestre, il est en toute rigueur non inertiel à cause de la rotation de la Terre, et donc il faut tenir compte des forces "fictives" qui sont la force d'entraînement et la force de Coriolis.
    Dans les problèmes habituels, on fait l'hypothèse que la Terre est un référentiel inertiel car implicitement on suppose que les expériences se déroulent sur des durées assez courtes pour ne pas avoir à prendre en compte Coriolis. Avec le pendule de Foucault, ça n'est plus vrai.

    Si le référentiel d'étude est un référentiel inertiel (lequel), alors pas de force de Coriolis, mais rapporté au même repère, la description du mouvement donnera la même chose que le cas précédent.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  4. #3
    coussin

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    J'imagine que vous avez lu la page Wikipédia correspondante. Qu'est-ce que vous ne comprenez pas ?
    La Terre étant un référentiel tournant, il faut tenir compte de la force de Coriolis dans toute cinématique...

  5. #4
    evrardo

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    J'imagine que vous avez lu la page Wikipédia correspondante. Qu'est-ce que vous ne comprenez pas ?
    La Terre étant un référentiel tournant, il faut tenir compte de la force de Coriolis dans toute cinématique...
    La force de Coriolis intervient sur un objet en mouvement.
    Le pendule de Foucault n'est pas en mouvement! A part la masse qui oscille dans le sens nord sud.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  6. #5
    f6bes

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    La force de Coriolis intervient sur un objet en mouvement.
    Le pendule de Foucault n'est pas en mouvement! A part la masse qui oscille dans le sens nord sud.
    Bjr à toi, Et pourquoi ton pendule serait orienté...Nord / Sud ?
    Il peut etre orienté dans n'importe quelle direction!
    C'est le choix de départ.
    Je suppose que l'effet "gyroscopique" y est pour qq chose.
    Bonne journée

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    calculair

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Etude du pendule de FoucaultPendule de Foucault.pdf
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

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  10. #7
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Une tentative de détermination de la vitesse de rotation sans Coriolis :
    https://www.faidherbe.org/~foucault/...rie_rapide.pdf

  11. #8
    coussin

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    La force de Coriolis intervient sur un objet en mouvement.
    Le pendule de Foucault n'est pas en mouvement! A part la masse qui oscille dans le sens nord sud.
    Bizarre comme raisonnement...
    La masse du pendule est en mouvement, c'est ce mouvement qu'on étudie, non?
    Il y a donc une force de Coriolis qui s'applique sur la masse du pendule.
    Cette force étant en k x v, avec v la vitesse du pendule et k l'axe de rotation de la Terre, on n'y a qu'à l'équateur où l'on peut approximativement annuler cette force.

  12. #9
    coussin

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Précision : quand je dis vitesse du pendule, je veux dire vitesse de la masse du pendule, qui est le truc qui bouge

  13. #10
    albanxiii

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    La force de Coriolis intervient sur un objet en mouvement.
    Le pendule de Foucault n'est pas en mouvement!
    Évidemment, si on part de là... je supposais que vous saviez de quoi vous parliez et que vous aviez le minimum nécessaire pour comprendre.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  14. #11
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Ceci étant, il ne faut pas trop lui en vouloir : sur le site de l'université Marie Curie / Sorbonne "avec le soutien du Ministère de l'Education Nationale", on trouve quelques perles :

    http://www.edu.upmc.fr/uel/physique/...detail4-2b.htm

  15. #12
    evrardo

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Bizarre comme raisonnement...
    La masse du pendule est en mouvement, c'est ce mouvement qu'on étudie, non?
    Il y a donc une force de Coriolis qui s'applique sur la masse du pendule.
    Cette force étant en k x v, avec v la vitesse du pendule et k l'axe de rotation de la Terre, on n'y a qu'à l'équateur où l'on peut approximativement annuler cette force.
    La variation de la vitesse tangentiele de la rotation de la Terre entre les deux points extrêmes de l'oscillation est de l'ordre de 4.10-10 m/sec.
    Mëme si la force de Coriolis s'applique, elle ne serait pas perceptible.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  17. #13
    evrardo

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    Évidemment, si on part de là... je supposais que vous saviez de quoi vous parliez et que vous aviez le minimum nécessaire pour comprendre.
    Ah,donc si on n'a pas le minimum nécessaire pour comprendre, on ne peut pas poser de questions? On doit rester dans l'ignorance.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  18. #14
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Ah,donc si on n'a pas le minimum nécessaire pour comprendre, on ne peut pas poser de questions? On doit rester dans l'ignorance.
    Non, mais si vous vous intéressez au pendule de Foucault, on suppose que vous connaissez le pendule simple "classique".
    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    La variation de la vitesse tangentiele de la rotation de la Terre entre les deux points extrêmes de l'oscillation est de l'ordre de 4.10-10 m/sec.
    Mëme si la force de Coriolis s'applique, elle ne serait pas perceptible.
    Cela a déjà été dit (Coussin #9), le système étudié est la boule au bout du fil.
    Que vient faire la variation de vitesse ?

  19. #15
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Je pensais que cette déviation se produisait parce que le plan d'oscillation du pendule restait fixe par rapport à un point fixe extérieur à la Terre.
    Ce n'est pas le cas en général, cela n'est vrai qu'aux pôles.

  20. #16
    coussin

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    La variation de la vitesse tangentiele de la rotation de la Terre entre les deux points extrêmes de l'oscillation est de l'ordre de 4.10-10 m/sec.
    Mëme si la force de Coriolis s'applique, elle ne serait pas perceptible.
    Rien compris.
    La vitesse de rotation de la Terre ne varie pas. Elle (la Terre) fait toujours un tour en 24h. Et c'est cette vitesse angulaire, pas tangentielle, qui compte pour Coriolis.
    Y a rien à comprendre, juste appliquer la formule.

    J'ai l'impression que vous avez en tête une image de ce qui se passe bien différente des autres participants à ce fil, d'où les incompréhensions... j'ai l'impression que vous avez en tête une masse de pendule suivant une trajectoire verticale (!). La masse du pendule se déplace dans un plan horizontal...

    Bref, pour l'instant cette discussion tourne en rond.

  21. #17
    calculair

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Remarque:

    Dans le cas du pendule de Foucaut la composante verticale due à Corriolis n'a pas beaucoup d'importance, mais pour un avion de 150 T volant à 900 km/h ce dernier peut transporter un passager clandestin appelé Gustave Corriolis avec ces baggages. L'effet ne doit pas être négligeable notamment si on compare la consommation carburant au km/air dans les sens EST / ouest au sens Ouest /Est.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  22. #18
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    La différence de consommation est liée au jet-stream :
    https://www.ladepeche.fr/article/201...es-avions.html

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  24. #19
    calculair

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Tu as raison si tu compte les km sur terre, mais il faut compter les km par rapport à l'air ainsi que les vitesses de vol. ce faisant tu effaces l'effet du jet steak.

    j'ajoute l'effet est max au dessus de l'équateur

    Citation Envoyé par gts2 Voir le message
    La différence de consommation est liée au jet-stream :
    https://www.ladepeche.fr/article/201...es-avions.html
    Dernière modification par calculair ; 17/08/2019 à 17h58.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  25. #20
    QueNenni

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    "Controverse" à suivre.
    Je vois, j'oublie. Je fais, je retiens.

  26. #21
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Tu as raison si tu compte les km sur terre, mais il faut compter les km par rapport à l'air ainsi que les vitesses de vol.
    OK, je n'avais pas compris le km/air.
    As-tu des valeurs de consommation ?

  27. #22
    calculair

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Bonjour,

    Malheureusement non ......mais on Prut facilement calculer l'effet du à Corriolis sur l'avion.... Ce n'est pas négligeable je pense Quelques centaines de kg pour un avion de ligne....
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  28. #23
    Dynamix

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Salut

    A 800 km/h à l' équateur , je trouves une accélération verticale de 0,003 g .
    Je ne pense pas que ça puisse changer beaucoup la conso .

  29. #24
    evrardo

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Rien compris.
    La vitesse de rotation de la Terre ne varie pas. Elle (la Terre) fait toujours un tour en 24h. Et c'est cette vitesse angulaire, pas tangentielle, qui compte pour Coriolis.
    Y a rien à comprendre, juste appliquer la formule.

    J'ai l'impression que vous avez en tête une image de ce qui se passe bien différente des autres participants à ce fil, d'où les incompréhensions... j'ai l'impression que vous avez en tête une masse de pendule suivant une trajectoire verticale (!). La masse du pendule se déplace dans un plan horizontal...

    Bref, pour l'instant cette discussion tourne en rond.
    On va y arriver.

    La force de Coriolis agit sur un objet en déplacement. Elle dévie les objets vers l'ouest dans l'hémisphère nord.
    Dans le cas d'un pendule, le seul objet en déplacement est la masse au bout du cable qui oscille sur un plan parfaitement fixe.
    Donc si j'ai bien compris, la force de Coriolis agit sur cette masse, pendant son déplacement dans le sens nord sud, puisque dans le sens ouest/est, la force de Coriolis nagit pas.
    Est ce que je suis juste jusque là?
    Merci pour votre patience.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  31. #25
    coussin

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    A quelle latitude ?
    En France, c'est à dire ni à l'équateur ni aux pôles, la force de Coriolis agira sur la masse que celle-ci oscille dans le sens nord/sud ou dans le sens ouest/est ?
    Visualisez-vous le vecteur vitesse v de la masse ? Visualisez-vous la direction de l'axe de rotation terrestre k ? Savez-vous ce qu'est le produit vectoriel k x v et dans quelle condition celui-ci est nul ?
    Concluez.

  32. #26
    Dynamix

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Donc si j'ai bien compris, la force de Coriolis agit sur cette masse, pendant son déplacement dans le sens nord sud, puisque dans le sens ouest/est, la force de Coriolis n' agit pas.
    Est ce que je suis juste jusque là?
    Non :
    L' accélération de Coriolis est nul pour une vitesse de déplacement colinéaire à l' axe de rotation de la terre .
    Elle ne l' est pas pour un déplacement dans le plan d' un parallèle .

  33. #27
    calculair

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Bonjour

    La vitesse W de la terre = 2 Pi / ( 24 x 3600 ) rd /s

    La vitesse Vr de l'avion =900 000 /3600 m/s

    Si on cherche la composante verticale de Corriolis à la latitude de Paris ( environ 45° ) il faut corriger par par un facteur COS45° = Racine 2 /2

    La composante verticale de l'accélération de Coriolis = 2 x 2 Pi / (24 X 3600) x 900 000/3600. x Cos 45°. =. 0,0257 m/s2

    Cette accélération représente 0,26 % de l'accélération terrestre ( 9,81 m/s2 ). Pour un avion de 150 T ou de 150 000 kg cette accélération représente une variation du poids de 393 kg ....! sauf erreur

    L'ecart entre. EST /OUEST et. OUEST /EST serait de l'ordre de 786 kg. cela devrait se voir ....


    PS : A l'équateur l'accélération de Corriolis est verticale, le terme cos45 n'existe pas et l'écart de poids apparent est maximum......
    Dernière modification par calculair ; 18/08/2019 à 07h33.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  34. #28
    evrardo

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    A quelle latitude ?
    En France, c'est à dire ni à l'équateur ni aux pôles, la force de Coriolis agira sur la masse que celle-ci oscille dans le sens nord/sud ou dans le sens ouest/est ?
    Visualisez-vous le vecteur vitesse v de la masse ? Visualisez-vous la direction de l'axe de rotation terrestre k ?
    Savez-vous ce qu'est le produit vectoriel k x v et dans quelle condition celui-ci est nul ?
    Concluez.
    La force de Coriolis n'agit que dans le sens nord/sud
    Oui, je visualise bien le vecteur vitesse de la masse, sa direction varie selon la position de la masse pendant l'oscillation.
    Je sais ce qu'est le produit vectoriel k x v. Il est nul quand v est colinéaire à l'axe de rotation de la Terre, mais ceci ne se produit pas.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  35. #29
    evrardo

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Elle ne l' est pas pour un déplacement dans le plan d' un parallèle .
    Alors là je ne comprends plus rien.
    Si vous lancez un objet, sans frottements, sur un disque, dans une direction parallèle au sens de rotation, iln'y aura aucun effet Coriolis. Non?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  36. #30
    gts2

    Re : Pendule de Foucault, Coriolis ou pas?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    La force de Coriolis n'agit que dans le sens nord/sud.
    En prenant comme axe x Ouest-Est ; y Nord Sud ; z selon la verticale, on obtient les composantes de l'accélération de Coriolis :
    et
    Les axes Ouest-Est et Nord-Sud jouent des rôles semblables.

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