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 effet de fronde

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Kourou coucou


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MessageSujet: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 17:21

On utilise souvent les planètes pour modifier la trajectoire de sondes, ou pour les accélérer.
leur énergie s'accroit donc. Mais à qui est prise cette énergie, énergie de quelle forme?
Quelle énergie décroit (très très peu, mais..) pour la planète?
Sa masse ? sa vitesse orbitale ?
C'est une question qui me turlupine depuis un moment.
Si quelqu'un peut me répondre, Merci.
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Nolho


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 17:41

Ne serait-ce pas simplement dù à l'attraction qui augmente la vitesse de l'objet, mais la vitessse accumulée l'empecherait aussi d'être capturé par l'astre ?
Pas super clair, mais c'est ce que je pense (et je me trompe surement) !!!
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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 17:45

Il y a conservation de l'énergie de l'ensemble.
La masse de la planète ne change pas, c'est donc sa vitesse qui varie Wink
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CosmoS


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 17:57

Pour compléter un tout petit peu (mais Steph a bien dit l'essentiel): la vitesse varie au sens "vectoriel", c'est à dire en à la fois en amplitude et en direction, et ce qui caractérise plus précisément cette interaction est la conservation de la quantité de mouvement.
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Kourou coucou


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 18:01

En extrapolant, la vitesse de la planète diminuerait de manière importante et elle changerait d'orbite en se rapprochant du soleil (dans l'exemple de notre système).
J'ai bien compris ???
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Lune


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 18:07

Oui c'est drôlement compliqué !

La loi universelle de la gravitation de Newton établit que deux corps exercent l'un sur l'autre une force d'attraction directement proportionnelle au produit de leur masse et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Cela veut dire que si l'une et l'autre des masses croit, la force croit également, mais si la distance entre les objets croit, la force d'attraction décroit.

A bientôt lol!
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CosmoS


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 18:18

Kourou coucou a écrit:
En extrapolant, la vitesse de la planète diminuerait de manière importante et elle changerait d'orbite en se rapprochant du soleil (dans l'exemple de notre système).
J'ai bien compris ???
La vitesse de la planète change de façon infinitésimale (négligeable) car sa masse est des milliards de milliards de fois plus grande que celle de la sonde spatiale.
A l'échelle de temps de l'humanité, cette technique est donc du registre du "développement durable" (en clair: on ne risque pas de voir Mars ou Jupiter nous rentrer dedans parce qu'on envoie des sondes dans l'espace) Wink
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Giwa
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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 18:57

C'est encore plus compliqué que cela car il faut aussi tenir compte de l'énergie potentielle gravitationnelle : si une planète se rapproche du soleil un tant soit peu, sa vitesse orbitale augmente un tant soit peu comme c'est le cas des satellites qui, après que les rétrofusées ont été actionnées, voient après coup leur vitesse augmenter en plongeant vers la Terre avant d'atteindre les couches denses de l'atmosphère.
Il ne faut pas raisonner uniquement avec l’énergie cinétique liée à la vitesse, mais aussi avec l’énergie potentielle liée à la distance au Soleil. Ce qui compte c’est la somme de ces deux énergies qui est l’énergie mécanique.
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Kourou coucou


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 7 Fév 2009 - 21:22

Merci de vos eclaicissements.
Je me doutais que ce n'était pas si simple mais que je pouvais faire appel au forum....
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montmein69


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Lun 9 Fév 2009 - 9:33

Si tu veux te plonger là-dedans (le swing-by ou tremplin gravitationnel) tu as des explications (un peu ardues ...) et des schémas dans la partie correspondante de ce site :

http://artemmis.univ-mrs.fr/cybermeca/Formcont/MECASPA/COURS_SA/INTERPLA/voyages.htm#Tremplin

N'oublie pas d'amorcer les neurones avec deux aspirines :drunken: megalol
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Firnas2


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Lun 9 Fév 2009 - 11:23

montmein69 a écrit:

N'oublie pas d'amorcer les neurones avec deux aspirines :drunken: megalol
Ou un thé à la menthe s’il est partisan de la phytothérapie!
Merci Montmein69 pour ce lien, même si je n’ai pas trouvé un simulateur pour un aller et retour sur Mars. Merci aussi aux enseignants de la mécanique spatiale de Marseille.
Super
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Pierre-Damien


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Lun 9 Fév 2009 - 17:05

Une petite addtion rapide pour permettre de bien comprendre le phénomène sans se prendre trop la tête.

En fait le fait que la vitesse de la planète diminue et contribue à augmenter celle de la sonde est une idée populaire et généralisée...qui n'est pas vrai!! lol bravo bravo

En réalité, le module de la vitesse de la sonde ne change pas. L'effet de fronde ne se comprend que si l'on parle de référentiel, ou, plus simplement, de vitesse par rapport a la planète et par rapport au soleil (héliocentrique).

Lors d'un swing-by, le module de la vitesse de la sonde par rapport à la planète entre le début et la fin du swing-by est ...inchangée!

Par contre, la direction de cette vitesse a changé. Et c'est là l'astuce: pour les sondes interplanétaires, c'est la vitesse héliocentrique qui est importante! Et la vitesse héliocentrique est donnée par: v (sonde/planete) + v (planete/soleil) (relation vectorielle ici, c'est essentiel!!)

Ainsi, en changeant la direction de v(sonde/planete), - et c'est ca que l'on appelle swing-by ou effet de fronde, la somme vectorielle des deux vitesses vectorielles peut avoir un module plus élevé...Mais encore une fois, c'est le module de la vitesse par rapport au soleil qui a augmenté, pas par rapport a la planete! scratch

J'espère que c'est plus clair maintenant, désolé, mais je voulais tordre le cou à des idées faussement répandues Very Happy sage Sleep Sleep
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montmein69


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Lun 9 Fév 2009 - 19:20

Le maitre mot dans ces assistances gravitationnelles c'est la quantité de mouvement (produit m x v, ou momentum).
Il y a échange de momentum entre la planète et la sonde.

So how does a gravity assist work?

In simplest terms, a spacecraft exchanges momentum with a heavenly body to either speed up or slow down. Science fiction author Arthur C. Clarke offered a good analogy for this kind of exchange in momentum. He likened the maneuver to bouncing a ball off a moving wall. If you throw a ball at a stationary wall, the ball will rebound with about the same speed as it had before hitting the wall. Now imagine what happens if the wall is moving toward you. The ball rebounds with additional speed. The wall has transferred some of its momentum to the ball, causing it to speed up. And likewise, the ball has slowed the wall a negligible amount. The opposite occurs if the wall is moving away from you. A tossed ball rebounds with less speed. That's because the receding wall absorbs energy from the tossed ball, causing it to slow down. And likewise, energy from the ball causes the wall to speed up a tiny amount.

On a flyby, spacecrafts and planets exchange momentum
, too. To get an idea of what happens, imagine that you're riding in the front seat of a probe about to receive a gravity assist from Earth. From out in space, you see Earth in the distance and off to the left. It seems that you are on a course headed nowhere near the planet. But then the craft comes into Earth's sphere of influence, an imaginary realm encircling the planet where gravity has an affect. The force tugs on the vessel, causing it to diverge from its original course. At the same time, the spacecraft gains speed. As you veer closer to Earth, the force of gravity becomes stronger and the craft moves faster. At the same time, gravity is also altering the probe's trajectory, bringing it closer and closer to the planet. Over a span of time on closest approach, the change in velocity - a combination of speed and direction - sends the craft in a left turn around the planet. In addition, an exchange of momentum occurs between the craft and the planet, just as it gets exchanged between the ball and the moving wall. The spacecraft gains some of Earth's momentum while at the same time slowing down the planet a negligible amount.


source : article de James Oberg http://www.jamesoberg.com/081999spacecraftswing_ast.html

La conséquence sur les vitesses correspond bien à ce qui a été expliqué par Pierre-Damien

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EcoGuy




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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 25 Juil 2009 - 0:16

montmein69 a écrit:
Si tu veux te plonger là-dedans (le swing-by ou tremplin gravitationnel) tu as des explications (un peu ardues ...) et des schémas dans la partie correspondante de ce site :
http://artemmis.univ-mrs.fr/cybermeca/Formcont/MECASPA/COURS_SA/INTERPLA/voyages.htm#Tremplin

Ce lien est mort aujourd'hui: Quelqu'un sait-il ce qui est arrivé au site extraordinaire de Robert Guiziou ?
Quelqu'un aurait-il son email ?
C'est vraiment un crève coeur que ce super site (même en web 1.0) ne soit plus en ligne !

Merci d'avance.
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CosmoS


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Sam 25 Juil 2009 - 0:57

EcoGuy a écrit:

Ce lien est mort aujourd'hui: Quelqu'un sait-il ce qui est arrivé au site extraordinaire de Robert Guiziou ?
Je ne suis pas très inquiet: ce site (hébergé par l'Université de la Méditerranée) a déjà connu de longues périodes d'indisponibilité, souvent pendant les congés universitaires, d'ailleurs, il me semble, mais ça fini toujours par revenir.
J'espère aussi que ça sera le cas encore cette fois ...
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Kostya


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MessageSujet: Re: effet de fronde   Dim 26 Juil 2009 - 18:36

EcoGuy a écrit:
montmein69 a écrit:
Si tu veux te plonger là-dedans (le swing-by ou tremplin gravitationnel) tu as des explications (un peu ardues ...) et des schémas dans la partie correspondante de ce site :
http://artemmis.univ-mrs.fr/cybermeca/Formcont/MECASPA/COURS_SA/INTERPLA/voyages.htm#Tremplin

Ce lien est mort aujourd'hui: Quelqu'un sait-il ce qui est arrivé au site extraordinaire de Robert Guiziou ?
Quelqu'un aurait-il son email ?
C'est vraiment un crève coeur que ce super site (même en web 1.0) ne soit plus en ligne !

Merci d'avance.

Bonjour et bienvenue sur FCS.

J'ai jamais testé mais l'e-mail de R.Guiziou était il n'y a encore pas longtemps: mailto:GuiziouRob@aol.com

Effectivement, tous les liens du site de Robert Guiziou qui pointent sur Marseille semble rompus.
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