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 [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur

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Lucas


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MessageSujet: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:34

Bonjour à tous,
Je perds pas de temps, je me lance. Alors voilà, en cours on a revu des les lois de Newton dont celle une sur la gravitation:

F=G (m1*m2)/(d^2)

avec G: 6.67428 * 10^-11
m1 et m2: masse de deux corps (en kg, à differencier du poids, je préfère préciser même si vous le savez déjà Surprised )
et d: la distance séparant les deux corps (en métres)

Et donc j'ai eu l'idée pour avoir un ordre de grandeur de remplacer m1 par la masse de la Terre (soit 5,9736×1024 kg) et pour m2, la masse moyenne d'un homme (ouai à peu près...) soit 70kg et puis de faire varier la distance entre ces deux points pour de 6 378,137 km (rayon équatorial) à ... loin pour simuler l'altitude. Donc pour être plus explicite, à d=6478.137 km pour une altitude de 100km.
Enfin, au final après avoir tracé la courbe d'équation (il me semble):
y=((6.67428*10^-11)*70*(5.9736*10^24))/(((6 378.137*10^3)+(X*10^3))^2)
Et sa donne:



En abscisses: l'altitude (km) et en ordonnées: le poids (N)
Enfin, j'espere que ça marche... Et donc si vous pouvez voir quelque chose alors vous devez surement comprendre où est le problème (parce qu'il y a un problème...) . En effet, le calcul vérifie ce que donne la courbe mais la courbe indique qu'il faudrait être à près de 2700 km d'altitude pour perdre la moitié de son poids par rapport à son poids à la surface de la planète.
Alors ce que j'aimerais savoir c'est, est-ce que je viens de faire une découverte révolutionnaire? ( Very Happy , celle là c'est pour le fun)
Est-ce la loi qui se limite à seulement quelques kilomètres d'altitude? Parce qu'en orbite ils sont en apesanteur, or si ils perdaient seulement 1/4 de leur poids à 400kms d'altitude les astronautes ne seraient-ils pas collés contre les parois d'ISS ?
Sinon est-ce mon raisonnement qui faux?
Ou encore, me manque t-il une autre chose qui explique ce phénomène?

Merci d'avance pour vos réponses!





Dernière édition par Lucas le Lun 19 Mai 2008 - 17:25, édité 2 fois
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Space Opera
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:46

Ton calcul est juste, ce qui ne va pas c'est la confusion entre plusieurs grandeurs. Ce que tu calcul est la force résultant de la gravition.
Autrement dit, si tu montes sur une échelle à 2700km de haut, tu pèseras la moitié de ton poids et tu ne flotteras pas le moins du monde !

Si nos braves petits bonshommes sur orbite arrivent à flotter c'est juste qu'ils sont soumis à une autre force: la force centrifuge ! Ils tournent à près de 8km/s, ya de quoi ! Et la fusée les a ammenés sur une trajectoire telle qu'elle compense exactement la force dûe à la gravitation. Bilan des forces dans leur repère capsule: nul. Donc bilan des accélérations dans leur repère capsule: nul.

Et zou l'eau se met en boule :)
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:51

Par contre je ne vois pas le rapport avec le titre du sujet... je modifie.
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:52

Lucas a écrit:
Ou encore, me manque t-il une autre chose qui explique ce phénomène?

Oui, effectivement, l'apesanteur n'est pas provoquée par l'altitude, mais parce que les vaisseaux spatiaux volent exactement à une vitesse qui leur permet de compenser la gravité.

En fait, on aurait pu mettre la station internationale en orbite au niveau du sol. Si on ne l'a pas fait, c'est parce qu'à cette altitude il y a de l'atmosphère qui provoquerait trop d'échauffement (et aussi pas mal d'obstacles ! Very Happy ). Mais pour ce qui est du principe physique, il n'y aurait pas de différence...

Mais en tout cas le fait que tu te poses ce genre de questions et que tu traces des courbes de gravité uniquement pour satisfaire ta curiosité personnelle alors que tu n'as "que" 17 ans, c'est encourageant ! (pour ne pas dire impressionnant !)

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Skyboy


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:56

Astrogreg a écrit:
Ton calcul est juste, ce qui ne va pas c'est la confusion entre plusieurs grandeurs. Ce que tu calcul est la force résultant de la gravition.
Autrement dit, si tu montes sur une échelle à 2700km de haut, tu pèseras la moitié de ton poids et tu ne flotteras pas le moins du monde !

Si nos braves petits bonshommes sur orbite arrivent à flotter c'est juste qu'ils sont soumis à une autre force: la force centrifuge ! Ils tournent à près de 8km/s, ya de quoi ! Et la fusée les a ammenés sur une trajectoire telle qu'elle compense exactement la force dûe à la gravitation. Bilan des forces dans leur repère capsule: nul. Donc bilan des accélérations dans leur repère capsule: nul.

Et zou l'eau se met en boule :)
Et si tu veux calculer l'accélération centrifuge (ça n'est pas une force) tu utilises la merveilleuse formule suivante :

a=omega²*R

ou
a= v²/R

R: le rayon de la trajectoire (en m)
omega: la vitesse angulaire (en rad/s)
v la vitesse linéaire (en m/s)(v=omega*R)
a en m/s²

la «force centrifuge», c'est F=m*a
m la masse en kilogramme
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Kourou coucou


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:57

Je pense que être en apesanteur (ou impesanteur) signifie être en chute
libre. Un objet satellisé est en chute perpétuelle, mais , comme le
terre est ronde, il "tombe" toujours trop loin. Par exemple: L'airbus
0G pour l'entrainement des spationautes décrit une parabole qui
correspond à la trajectoire d'un objet en chute libre. Durant quelques
instants (lorsque l'avion suit cette trajectoire) il y a création
d'impesanteur , l'avion et tout ce qui s'y trouve tombant ensemble.
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 19:59

Un petit calcul de coin de table pour te convaincre:
La force gravitationnelle est orientée grosso-modo vers le centre de la Terre, la force centrifuge vers l'extérieur.
On va se placer à 250km d'altitude (pour faire vrai). Ton graphique donne une force gravitationnelle de 650 N environ.

Quelle est la force centrifuge pour les vaisseaux sur orbite à cette altitude ? Déjà, leur vitesse est de 7.8 km/s. On va considérer la force pour une masse de 70kg, notre bonhomme n'a pas changé de poids.

F_centrifuge = m * v² / R

m= 70kg, v = 7800 m/s, R = 6.578.000 m (environ). Je sors ma calculette : F = 647 N.

Nos forces sont bien équivalentes et de sens opposées => On flotte !
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 20:01

Skyboy a écrit:
Et si tu veux calculer l'accélération centrifuge (ça n'est pas une force) tu utilises la merveilleuse formule suivante
On peut traduire ça en terme de force inertielle si on veut...
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Lucas


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 21:50

En tout cas merci beaucoup pour vos réponses, (c'est donc la force centrifuge que j'avais oublié... mur )
C'est bien plus clair désormais!
a+
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Giwa
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mar 1 Avr 2008 - 23:26

Il n’y a pas qu’en orbite circulaire autour de la Terre que l’on ressent l’impesanteur qui n’est qu’une sensation car la gravité existe toujours.
En effet ce que l’on ressent sur le sol, ce n’est pas le poids, mais la réaction du support qui nous empêche de chuter vers le centre de la Terre. Lorsque l’on plonge , on est pendant quelques centièmes de seconde en état d’impesanteur (ou plutôt de micropesanteur) tant que les forces de freinage à cause du frottement de l’air ne deviennent conséquentes.
C’est le cas aussi pour les avions suivant un vol dit parabolique (mais en réalité à grande échelle elliptique) où l’on s’arrange pour que les passagers soient soumis à une accélération globale égale à l’accélération de gravitation : les passagers ne ressentent plus aucune réaction des sièges ou des parois de l’avion, mais aussi la perte de la sensation de haut et de bas au niveau de l’oreille interne ( c'est ce moins au niveau de l'oreille interne qui fait la différence avec ce que l'on ressent en plongée sous-marine où la sensation de haut et de bas reste même si on se sent très léger )

On peut très bien expliquer ce phénomène dans un référentiel galiléen où n'intervient aucune force centrifuge corrective ( qui ne correspond d’ailleurs qu’au cas particulier d’un passager à l’intérieur d’un satellite en orbite circulaire et qui prend sa cabine comme référentiel )

http://www.encyclopedie-1.com/i/im/impesanteur.html

http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/POLY.Chp.7.3.html
Extrait :
″…Dans l'utricule et le saccule, la partie apicale des cellules sensorielles est en contact avec une membrane protéique contenant de petites masses de carbonate de calcium, les otolithes. Ces otolithes sont sensibles à la pesanteur entraînant lors des modifications de la position de la tête des mouvements de la membrane et des stéréo cils par rapport aux cellules sensorielles.″

Désolé si la réponse n'est pas aussi simple que la question Wink
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Skyboy


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 0:30

giwa a écrit:
Désolé si la réponse n'est pas aussi simple que la question Wink
C'est du Giwa tout craché ça Wink
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Space Opera
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 0:33

C'est ce qui est chouette avec les questions simples: la réponse est toujours compliquée ! :P
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Argyre


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 8:20

giwa a écrit:
Extrait :
″…Dans l'utricule et le saccule, la partie apicale des cellules sensorielles est en contact avec une membrane protéique contenant de petites masses de carbonate de calcium, les otolithes. Ces otolithes sont sensibles à la pesanteur entraînant lors des modifications de la position de la tête des mouvements de la membrane et des stéréo cils par rapport aux cellules sensorielles.″

Désolé si la réponse n'est pas aussi simple que la question Wink

Et qu'elle est partiellement fausse, comme tu viens de l'expliquer ! Les otolithes ne sont pas sensibles à la pesanteur mais à la force de réaction à la pesanteur causée par les cellules qui sont situées dessous. S'il n'y avait que la pesanteur, c'est à dire si les otolithes étaient en chute libre, il n'y aurait aucune détection de pesanteur ! C'est donc bien cette force de réaction qui est détectée, ce qui peut se vérifier aisément : quand on bouge la tête, qu'on soit proche de la terre ou très très loin de toute masse, il y a détection de cette force de réaction qui empêche la poursuite du mouvement. De manière générale, tous les "accéléromètres" ne sont en vérité que des capteurs de force de réaction. Comme l'a rappelé Einstein avec son expérience imaginaire d'ascenseur dans le vide, masse inertielle et masse pesante sont équivalentes, il n'y a donc aucun moyen de faire la différence entre la présence d'une force gravitationnelle et une force de réaction.

A+,
Argyre

ps : les polys de Jussieu ne semblent pas faire référence ...
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Aspic


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 8:50

Ce qui cause l'impesanteur c'est évidemment la chute libre.

Etre en orbite, c'est tout simplement tomber en "ratant" la planète (grâce à une vitesse parallèle au sol se chiffrant en km/s).

Incidemment, c'était exactement comme ça que Douglas Adams décrivait l'astuce permettant de voler ("rater le sol en tombant").
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Argyre


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 9:16

Lucas a écrit:
En tout cas merci beaucoup pour vos réponses, (c'est donc la force centrifuge que j'avais oublié... mur )
C'est bien plus clair désormais!
a+

En fait, ce qui t'a probablement induit en erreur, c'est le terme "apesanteur". Comme tu l'as compris, la pesanteur existe toujours à 2700 km ! Ils ne sont donc pas en apesanteur (terme impropre qui, décidément, est la cause de nombreuses incompréhensions, il va falloir modifier les manuels !), ils sont en pesanteur 1/2 comme tu l'as calculé et cette force implique une accélération qui existe elle aussi. Bref, tout est bon dans tes calculs, sauf que s'ils sont en orbite, ils ont une vitesse initiale très importante qui fait que dans leur chute libre, ils ratent la Terre comme vient de le rappeler Aspic.

A+,
Argyre
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Giwa
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 15:12

Aspic a écrit:
Ce qui cause l'impesanteur c'est évidemment la chute libre.

Etre en orbite, c'est tout simplement tomber en "ratant" la planète (grâce à une vitesse parallèle au sol se chiffrant en km/s).

Incidemment, c'était exactement comme ça que Douglas Adams décrivait l'astuce permettant de voler ("rater le sol en tombant").
D'après la légende de la pomme de Newton, c'est ainsi que Newton eut l'intuition de la Gravitation Universelle: la Lune comme la pomme tombait...mais toujours à côté ...et depuis un peu plus de quatre milliards d'année...mais çà Newton ne le savait pas ! Wink


Dernière édition par giwa le Mer 2 Avr 2008 - 18:49, édité 1 fois
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Giwa
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 15:47

En feuilletant Internet, j’ai trouvé ceci qui nous ramène à la surprise de Lucas s’apercevant qu’on nous avait menti (encore un hoax) : non ,les spationautes dans la station spatiale avait toujours un ″poids″… ou plutôt subissait toujours l’attraction terrestre.
http://www.encyclopedie-1.com/i/im/impesanteur.html
L'impesanteur (ou : apesanteur) est le phénomène ressenti en l'absence de pesanteur. L'impesanteur n'est pas forcément due à une plus grande distance de la Terre : l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100km par exemple n'est que de 3% moindre qu'à la surface de la Terre.
En réalité, l'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité (ce qui recouvre aussi le cas o๠la gravité est nulle).
D'ordinaire ce que nous ressentons comme le poids n'est pas la force exercée par la Terre (ou tout autre astre) sur nous-mêmes , mais la réaction du sol (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des spationautes).

… il faudrait rajouter …pour que cela soit pas trop simple Wink …les réactions à l’intérieur même de notre corps entre nos organes comme le poids de notre estomac après un repas pantagruélique ,etc. …et nos fameux otolites dans leurs saccules. !
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 23:06

Bonsoir,

Excuse moi Giwa, mais tu le fais exprès ou quoi ?
Dans ce passage récupéré sur Internet, il y a pratiquement les mêmes erreurs que précédemment !
passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:
... l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100km par exemple n'est que de 3% moindre qu'à la surface de la Terre.
Ce n'est pas l'accélération, c'est la force de gravité elle-même ! L'accélération dépend de toutes les forces en présence selon la formule bien connue "somme des force ma" (et je passe sous silence le besoin d'un référentiel). Par exemple, si on allume le moteur d'une fusée à ce moment là, il y a 2 forces en présence, ce qui change complètement le calcul de l'accélération.

passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:
En réalité, l'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité (ce qui recouvre aussi le cas o๠la gravité est nulle).
Une accélération égale à une force ... aïe aïe aïe si mon vieux prof de physique voyait ça ...

passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:

D'ordinaire ce que nous ressentons comme le poids n'est pas la force exercée par la Terre (ou tout autre astre) sur nous-mêmes , mais la réaction du sol (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des spationautes).[/i]
Ouf, ça va mieux !

A+,
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CosmoS


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 23:43

Argyre a écrit:
Bonsoir,

Excuse moi Giwa, mais tu le fais exprès ou quoi ?
Dans ce passage récupéré sur Internet, il y a pratiquement les mêmes erreurs que précédemment !
passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:
... l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100km par exemple n'est que de 3% moindre qu'à la surface de la Terre.
Ce n'est pas l'accélération, c'est la force de gravité elle-même ! L'accélération dépend de toutes les forces en présence selon la formule bien connue "somme des force ma" (et je passe sous silence le besoin d'un référentiel). Par exemple, si on allume le moteur d'une fusée à ce moment là, il y a 2 forces en présence, ce qui change complètement le calcul de l'accélération.

passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:
En réalité, l'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité (ce qui recouvre aussi le cas o๠la gravité est nulle).
Une accélération égale à une force ... aïe aïe aïe si mon vieux prof de physique voyait ça ...

Je ne partage pas ton désaccord sur ce point: on peut tout à fait parler d' "accélération due à la gravité", de même qu'on parle d'accélération de traînée, de poussée, etc. C'est même encore plus légitime pour la gravité, du fait de l'équivalence entre masse pesante et masse inerte: un champ de gravité est en fait un champ d'accélération (le célèbre "g" qui caractérise le champ de gravité terrestre au niveau de la mer est une valeur d'accélération). On peut donc tout à fait expliquer l'impesanteur par une égalité d'accélération (en repère tournant), sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir la masse de l'objet considéré ou la force de gravité, qui est le produit de cette masse par l'accélération de gravité.
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septelophloppe


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Mer 2 Avr 2008 - 23:48

CosmoS a écrit:
Argyre a écrit:
Bonsoir,

Excuse moi Giwa, mais tu le fais exprès ou quoi ?
Dans ce passage récupéré sur Internet, il y a pratiquement les mêmes erreurs que précédemment !
passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:
... l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100km par exemple n'est que de 3% moindre qu'à la surface de la Terre.
Ce n'est pas l'accélération, c'est la force de gravité elle-même ! L'accélération dépend de toutes les forces en présence selon la formule bien connue "somme des force ma" (et je passe sous silence le besoin d'un référentiel). Par exemple, si on allume le moteur d'une fusée à ce moment là, il y a 2 forces en présence, ce qui change complètement le calcul de l'accélération.

passage récupéré sur Internet par giwa a écrit:
En réalité, l'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité (ce qui recouvre aussi le cas o๠la gravité est nulle).
Une accélération égale à une force ... aïe aïe aïe si mon vieux prof de physique voyait ça ...

Je ne partage pas ton désaccord sur ce point: on peut tout à fait parler d' "accélération due à la gravité", de même qu'on parle d'accélération de traînée, de poussée, etc. C'est même encore plus légitime pour la gravité, du fait de l'équivalence entre masse pesante et masse inerte: un champ de gravité est en fait un champ d'accélération (le célèbre "g" qui caractérise le champ de gravité terrestre au niveau de la mer est une valeur d'accélération). On peut donc tout à fait expliquer l'impesanteur par une égalité d'accélération (en repère tournant), sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir la masse de l'objet considéré ou la force de gravité, qui est le produit de cette masse par l'accélération de gravité.

D'accord avec toi CosmoS, d'ailleurs l'expression "accélération de la gravité" est relativement courante
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Argyre


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 10:53

Bonjour,

Je concède qu'on peut dire accélération due à la gravité, mais ce faisant, on omet implicitement de dire qu'il n'y a pas d'autres forces en jeu.
CosmoS a écrit:
un champ de gravité est en fait un champ d'accélération (le célèbre "g" qui caractérise le champ de gravité terrestre au niveau de la mer est une valeur d'accélération).
Désolé, mais c'est faux, la même erreur persiste ! Je peux me déplacer à vitesse constante dans le champ de gravité, avec donc une accélération toujours nulle, alors qu'il y a bien un gradient gravitationnel non nul. Je chipote sans doute, mais si on revient aux fondamentaux, un champ d'accélération, ce n'est ni plus ni moins qu'un abus de langage. Fondamentalement, l'accélération, c'est la dérivée de la vitesse par rapport au temps, faut-il le rappeler ? Un champ de dérivées de la vitesse, ça me laisse songeur ...

CosmoS a écrit:

On peut donc tout à fait expliquer l'impesanteur par une égalité d'accélération (en repère tournant), sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir la masse de l'objet considéré ou la force de gravité, qui est le produit de cette masse par l'accélération de gravité.
Un repère tournant ? Va falloir m'expliquer ce que ça veut dire !
Tu fais sans doute allusion à ma=mv2/R=mg, d'où on supprime m et on obtient g=V2/R
Si c'est ça, tu ferais encore erreur, car si on force la rotation avec un moteur de fusée, on a toujours ma=mv2/R, mais cette fois-ci différent de mg et on ne serait d'ailleurs pas comme en impesanteur.
Par ailleurs, je ne vois pas bien en quoi cette "égalité d'accélération" suggère une impesanteur, surtout que cette égalité n'est valable que dans le refèrentiel terrestre, pas dans celui qui est en orbite.

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CosmoS


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 13:57

Argyre a écrit:
Bonjour,

Je concède qu'on peut dire accélération due à la gravité, mais ce faisant, on omet implicitement de dire qu'il n'y a pas d'autres forces en jeu.
CosmoS a écrit:
un champ de gravité est en fait un champ d'accélération (le célèbre "g" qui caractérise le champ de gravité terrestre au niveau de la mer est une valeur d'accélération).
Désolé, mais c'est faux, la même erreur persiste ! Je peux me déplacer à vitesse constante dans le champ de gravité, avec donc une accélération toujours nulle, alors qu'il y a bien un gradient gravitationnel non nul.
Je ne vois pas la contradiction, à condition de bien préciser quelle accélération est "toujours nulle": se déplacer à vitesse constante dans un référentiel donné signifie que la résultante des accélérations dans ce référentiel est nulle. Selon les forces subies par le mobile et le référentiel choisi, il peut y avoir différentes composantes d'accélérations, et on distingue:
- les accélérations de gravitation, de Coriolis et d'entrainement. Ces 3 là peuvent être manipulées directement, sans avoir besoin de passer par les forces, qui sont des intérmédiaires de calcul inutiles (mais pas "faux", bien sur), puisque la masse n'intervient pas.
- les accélérations issues des forces non gravitationnelles: poussée, forces aérodynamiques, électromagnétiques, pression de radiation, etc. Dans ce cas, la masse du mobile intervient et il est bien nécessaire de calculer la force pour obtenir l'accélération associée.

Argyre a écrit:

Je chipote sans doute, mais si on revient aux fondamentaux, un champ d'accélération, ce n'est ni plus ni moins qu'un abus de langage. Fondamentalement, l'accélération, c'est la dérivée de la vitesse par rapport au temps, faut-il le rappeler ? Un champ de dérivées de la vitesse, ça me laisse songeur ...
C'est pourtant la base de la théorie Newtonienne du champ gravitationnel. Voir par exemple p.116 de:

http://www.cpt.univ-mrs.fr/~duval/DynSys.pdf

L'unité du champ de gravitation est le m/s2, et c'est donc directement un champ d'accélération (ce qui n'est pas le cas, par exemple, des champs électostatique et électromagnétique).
Argyre a écrit:

CosmoS a écrit:

On peut donc tout à fait expliquer l'impesanteur par une égalité d'accélération (en repère tournant), sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir la masse de l'objet considéré ou la force de gravité, qui est le produit de cette masse par l'accélération de gravité.
Un repère tournant ? Va falloir m'expliquer ce que ça veut dire !
Tu fais sans doute allusion à ma=mv2/R=mg, d'où on supprime m et on obtient g=V2/R
Si c'est ça, tu ferais encore erreur, car si on force la rotation avec un moteur de fusée, on a toujours ma=mv2/R, mais cette fois-ci différent de mg et on ne serait d'ailleurs pas comme en impesanteur.
Par ailleurs, je ne vois pas bien en quoi cette "égalité d'accélération" suggère une impesanteur, surtout que cette égalité n'est valable que dans le refèrentiel terrestre, pas dans celui qui est en orbite.
Bon, "repère tournant" est un raccourci qu'on emploit classiquement pour désigner un référentiel local lié à l'objet en mouvement, par opposition à un référentiel inertiel (Galiléen). Sans le contexte et les explications qui vont autour, cette appellation est naturellement incomplète voire impropre (enfin, autant que "référentiel en orbite" Wink) , mais tu as bien compris l'idée: je faisais effectivement référence à l'égalité d'accélération mentionnée dans l'article cité par giwa, dans le référentiel local lié à l'objet en mouvement, donc.
Par exemple, pour un objet en orbite circulaire qui n'est soumis à aucune force non-gravitationnelle, l' "impesanteur" peut s'exprimer dans ce référentiel par:

accelération de gravité + accélération d'entrainement = résultante des accélérations = 0

Perso, je ne suis pas du tout fana de cette définition de l' "impesanteur" car je trouve que cela complique les choses de se placer dans un référentiel local lié au mobile, pour faire apparaître artificiellement des termes d'accélération (entrainement et Coriolis) qui ne correspondent à aucune "vraie" force.
Mais à tout prendre, je prefère quand même la définition ci-dessus, à base d'accélérations, plutôt que celle qui consiste à parler d'équilibre entre la force de gravité (qui fait intervenir inutilement la masse du mobile) et une "force centrifuge" qui n'existe pas.
Maintenant, je n'ai pas dit qu'on devait s'interdire de parler de force de gravitation: on peut écrire les équations aussi bien en composantes de force qu'en composantes d'accélération. Ni l'un ni l'autre ne sont faux !
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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 15:38

CosmoS a écrit:
je faisais effectivement référence à l'égalité d'accélération mentionnée dans l'article cité par giwa, dans le référentiel local lié à l'objet en mouvement, donc.
Par exemple, pour un objet en orbite circulaire qui n'est soumis à aucune force non-gravitationnelle, l' "impesanteur" peut s'exprimer dans ce référentiel par:

accelération de gravité + accélération d'entrainement = résultante des accélérations = 0
Je réalise qu'en prenant cet exemple très restrictif (en se plaçant dans l'hypothèse d'absence de forces d'origines non gravitationnelles), je suis un peu passé à côté de la réponse que je voulais donner.
Une définition plus générale de l' "impesanteur" (équivalente à la relation précédente dans le cas particulier cité, mais valable aussi quelles que soient les forces en présence et le référentiel) est d'écrire:

résultantes des accélérations d'origine non gravitationnelles = 0

Cette définition me semble équivalente à celle de l'article cité par Giwa (et elle à l'avantage d'éviter le débat sémantique sur le champ de gravitation/champ d'accélération, puisqu'on exclut la gravité dans cette relation).
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Argyre


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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 17:43

Rebonjour,
CosmoS a écrit:
Je ne vois pas la contradiction, à condition de bien préciser quelle accélération est "toujours nulle": se déplacer à vitesse constante dans un référentiel donné signifie que la résultante des accélérations dans ce référentiel est nulle. Selon les forces subies par le mobile et le référentiel choisi, il peut y avoir différentes composantes d'accélérations, et on distingue:
- les accélérations de gravitation, de Coriolis et d'entrainement. Ces 3 là peuvent être manipulées directement, sans avoir besoin de passer par les forces, qui sont des intérmédiaires de calcul inutiles (mais pas "faux", bien sur), puisque la masse n'intervient pas.
- les accélérations issues des forces non gravitationnelles: poussée, forces aérodynamiques, électromagnétiques, pression de radiation, etc. Dans ce cas, la masse du mobile intervient et il est bien nécessaire de calculer la force pour obtenir l'accélération associée.
Effectivement, on peut voir les choses comme ça, en effectuant une addition vectorielle des accélérations. Néanmoins, je ne trouve pas ça très intuitif. Quand on accélère dans une direction donnée ou qu'on n'accélère pas, parler de l'intensité de l'accélération dans l'autre sens, quelque part, c'est contraire au bon sens.

CosmoS a écrit:
C'est pourtant la base de la théorie Newtonienne du champ gravitationnel. Voir par exemple p.116 de:
http://www.cpt.univ-mrs.fr/~duval/DynSys.pdf
L'unité du champ de gravitation est le m/s2, et c'est donc directement un champ d'accélération (ce qui n'est pas le cas, par exemple, des champs électostatique et électromagnétique).
Effectivement, si on oublie les autres forces qui peuvent exister, on obtient quelque chose qui ressemble à un champ d'accélération. Mais il est quand même gênant que d'autres champs d'accélérations puissent modifier le champ résultant. Quand on a un champ magnétique, par défaut on parle du champ magnétique résultant existant dans l'environnement, on ne parle pas de chaque champ élémentaire créé par chacune des bobines. Et peu importe les autres forces, on ne peut pas enlever ce champ. En ce qui concerne l'accélération, il y a aussi un champ global qui peut être calculé en fonction de toutes les forces en présence. Mais dans le cas présent, on voudrait s'intéresser à la composante gravitationnelle du champ. Ok, mais je ne trouve pas ça très pertinent.

CosmoS a écrit:
Par exemple, pour un objet en orbite circulaire qui n'est soumis à aucune force non-gravitationnelle, l' "impesanteur" peut s'exprimer dans ce référentiel par:

accelération de gravité + accélération d'entrainement = résultante des accélérations = 0

Perso, je ne suis pas du tout fana de cette définition de l' "impesanteur" car je trouve que cela complique les choses de se placer dans un référentiel local lié au mobile, pour faire apparaître artificiellement des termes d'accélération (entrainement et Coriolis) qui ne correspondent à aucune "vraie" force.
Ok, je vois.

Personnellement, je pense qu'il faut expliquer les choses le plus simplement possible, tout en conservant les principes fondamentaux.
Principe 1) Nous ne ressentons pas la force gravitationnelle, nous ressentons la réaction du support matériel placé en dessous qui nous empêche d'aller dans la direction de la force gravitationnelle.
Principe 2) En orbite, il n'y a rien qui nous empêche de tomber plus bas, donc nous tombons en chute libre, ce qui explique la sensation équivalente à celle d'absence de pesanteur.
Principe 3) Comme nous avons une vitesse initiale tangentielle importante, nous tombons, mais nous sommes également entrainés sur le côté, ce qui au final donne un mouvement de rotation.
En fait, le principe 1) est très rarement expliqué, alors qu'il est AMHA fondamental. Pourquoi ne ressentons nous pas la force gravitationnelle ? Parce que tous les atomes de notre corps subissent en même temps cette force, ce qui implique un même mouvement pour tous ces atomes. Il n'y a donc aucune pression, aucune modification chimique, bref aucune information qui pourrait nous renseigner sur l'existence de cette force.

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MessageSujet: Re: [Question simple] Force gravitationnelle et impesanteur   Jeu 3 Avr 2008 - 18:20

Argyre a écrit:

Principe 3) Comme nous avons une vitesse initiale tangentielle importante, nous tombons, mais nous sommes également entrainés sur le côté, ce qui au final donne un mouvement de rotation.
Je dirais une trajectoire circulaire au lieu de la classique chute rectiligne ou parabolique plutôt, ça me semble encore plus intuitif non ?
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