Satellite en rotation et force de Coriolis
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Satellite en rotation et force de Coriolis



  1. #1
    fabthegreat

    Satellite en rotation et force de Coriolis


    ------

    Bonjour à tous!

    Imaginons un satellite en rotation autour de la terre dans la direction est-ouest au niveau de l'équateur avec une vitesse angulaire qui est supérieure à celle de la terre.
    Subit il une force de coriolis? Si oui, intuitivement pourquoi?

    Merci pour vos réponses

    -----

  2. #2
    mach3
    Modérateur

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Dans le référentiel terrestre, tout objet dont la vitesse n'est pas colinéaire à l'axe de rotation subit une force de coriolis
    Dans le référentiel géocentrique supposé galiléen, il n'y a pas de force de Coriolis.

    Rappel : la force de Coriolis est une force d'inertie fictive qui n'apparait que dans un référentiel en rotation par rapport à un référentiel galiléen.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  3. #3
    fabthegreat

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Bonjour,

    merci pour cette réponse, qui ne se veut pas (à dessein je suppose) précise.
    J'étudie la question depuis plusieurs jours. Ce n'est pas une question de "flemmard" qui ne voulait pas prendre le temps de se documenter.
    En prenant la formule brute de décoffrage de la force de Coriolis dans le référentiel terrestre, j'ai évidemment envie de dire que le satellite la subit.
    Mais je trouve ça moins intuitif à comprendre qu'un solide en chute libre dévié vers l'est par exemple. C'est en cela que je cherche des explications "avec les mains".

    Merci d'avance

  4. #4
    Dynamix

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Salut

    Le satellite n' est en interaction qu' avec la terre en temps qu' attracteur gravitationnel .
    Il n' est donc soumis qu' à une seule force : la force gravitationnelle .

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    mach3
    Modérateur

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Dans le référentiel terrestre, ce satellite décrit une trajectoire circulaire uniforme dont l'accélération centripète est plus élevée que celle que l'on peut imputer à la force gravitationnelle. L'accélération excédentaire est donc expliquée par la force de Coriolis, centripète dans ce cas.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  7. #6
    gts2

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Je ne sais pas si cela répondra à votre interrogation, mais la différence entre le référentiel géocentrique (RG) et terrestre (RT) est une loi de composition des vitesses angulaires :
    rotation de la terre, rotation satellite dans RG et rotation satellite dans RT avec .
    Dans RG soit , réécrit ,
    formule dans laquelle on reconnait le poids, la force centrifuge et la force de Coriolis, le tout égal à m * accélération.
    Le calcul a été fait sans trop faire attention aux signes !

  8. #7
    fabthegreat

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Votre réponse est très élégante! D'un point de vue théorique ça confirme la présence de cette force.
    D'un point de vue purement pratique, je ne perçois pas intuitivement à quoi elle est dûe.

  9. #8
    mach3
    Modérateur

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Dans un référentiel galiléen, les lois de Newton sont respectée. Dans un référentiel galiléen, elles ne le sont pas : les accélérations des corps ne correspondent pas aux forces appliquées (entre autres). Pour rétablir les lois de Newton dans un référentiel non galiléen, il faut rajouter des forces "à la main". Ce sont des forces qui n'existent pas physiquement, on les dit "fictives". On en a juste besoin pour que la 2e loi de Newton continue de fonctionner.

    La force de Coriolis (comme toute force d'inertie d'entrainement) est due à un "entêtement" à vouloir considérer une situation dans un référentiel non galiléen où les forces réelles ne suffisent pas pour expliquer le mouvement.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  10. #9
    gts2

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Dans le cas présent, oui, il est plus simple d'étudier le satellite dans le référentiel géocentrique, puis de faire le passage purement cinématique vers le référentiel terrestre. Dans le cas d'un satellite d'orbite non équatorial, la cinématique n'est déjà pas toujours évidente, alors en dynamique !

    Par contre, pour l'entêtement, je ne suis pas sûr qu'étudier les ouragans dans le référentiel géocentrique soit très parlant, même si on est d'accord qu'il s'agit simplement de faire passer un terme de droite à gauche dans une équation.

  11. #10
    Benzki

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Bonjour à tous!

    Imaginons un satellite en rotation autour de la terre dans la direction est-ouest au niveau de l'équateur avec une vitesse angulaire qui est supérieure à celle de la terre.
    Subit il une force de coriolis? Si oui, intuitivement pourquoi?
    La question est en rotation au niveau de l'équateur. Je pensais qu'il n'y avait aucun effet Coriolis. L'observateur et l'observé étant dans le même plan, il peut y avoir une différence de vitesse, mais à mon sens, on ne parle pas ici d'effet Coriolis.....ou je me trompe ?

  12. #11
    Dynamix

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Le seul cas ou il n' y a pas d' accélération de Coriolis , c' est quand le déplacement est parallèle à l' axe de rotation de la terre .

  13. #12
    Morteen

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    La question est en rotation au niveau de l'équateur. Je pensais qu'il n'y avait aucun effet Coriolis. L'observateur et l'observé étant dans le même plan, il peut y avoir une différence de vitesse, mais à mon sens, on ne parle pas ici d'effet Coriolis.....ou je me trompe ?
    Moi aussi. La force de Coriolis est nulle à l'équateur, non ?

  14. #13
    mach3
    Modérateur

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    La force de Coriolis dépend du produit vectoriel entre le vecteur vitesse et le pseudovecteur vitesse angulaire de la Terre (parallèle à l'axe de rotation de la Terre).
    Il n'y a que dans le cas d'un mouvement parallèle à l'axe de rotation que la force de Coriolis est nulle.
    Dans le cas d'un mouvement est-ouest à l'équateur, la force de Coriolis pointe vers le centre de la Terre (Nadir).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  15. #14
    Benzki

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Dans le cas d'un mouvement est-ouest à l'équateur, la force de Coriolis pointe vers le centre de la Terre (Nadir).
    Est-ce une autre façon de dire que l'on ne note pas d'effet Coriolis dans ce cas ?

  16. #15
    mach3
    Modérateur

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    Est-ce une autre façon de dire que l'on ne note pas d'effet Coriolis dans ce cas ?
    Que signifie "effet Coriolis" pour vous exactement?

    Dans le référentiel terrestre, un objet se déplaçant à l'équateur dans la direction est-ouest subit une force dirigée vers le centre de la Terre qui s'ajoute à la gravitation (et dans le cas d'un mouvement ouest-est, la force est dirigée à l'opposée et se soustrait à la gravitation). Pour conserver son altitude (et donc une trajectoire circulaire uniforme dans le référentiel terrestre), un satellite doit avoir une vitesse par rapport au sol plus élevée quand il va d'est en ouest, à l'inverse, un satellite doit avoir une vitesse par rapport au sol plus faible quand il va d'ouest en est, cela à cause de la force de Coriolis. On peut en déduire que le lancement de satellite depuis le sol est plus facile d'ouest en est, ce qui est justement fait.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  17. #16
    Benzki

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Dans le référentiel terrestre, un objet se déplaçant à l'équateur dans la direction est-ouest subit une force dirigée vers le centre de la Terre qui s'ajoute à la gravitation (et dans le cas d'un mouvement ouest-est, la force est dirigée à l'opposée et se soustrait à la gravitation). Pour conserver son altitude (et donc une trajectoire circulaire uniforme dans le référentiel terrestre), un satellite doit avoir une vitesse par rapport au sol plus élevée quand il va d'est en ouest, à l'inverse, un satellite doit avoir une vitesse par rapport au sol plus faible quand il va d'ouest en est, cela à cause de la force de Coriolis. On peut en déduire que le lancement de satellite depuis le sol est plus facile d'ouest en est, ce qui est justement fait.
    Oui, je savais que le centre spatial guyanais était très sollicité pour cet avantage géographique proche de l'équateur, et idem pour certaines plateformes mobiles, mais...oups ! je pensais que c'était plutôt dû à l'effet centrifuge. Il va falloir que je revoie sérieusement les fondamentaux !

  18. #17
    mach3
    Modérateur

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Grosso-modo:
    -On lance vers l'est pour profiter de Coriolis
    -On lance à l'équateur pour profiter de l'effet centrifuge

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  19. #18
    Dynamix

    Re : Satellite en rotation et force de Coriolis

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    l'effet centrifuge
    Quel effet centrifuge ?
    On lance à l' est depuis l' équateur pour profiter de la vitesse Ω Λ R en tout point de la terre , maximum à l' équateur .
    Nul besoin d' invoquer Coriolis .

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