Gravité artificiel très artificiel !

Après le visionnement du film "destination ou mission Mars", où il y avait un tambour rotatif pour simulé la gravité, je me suis posé la question suivante; dans un tambour qui aurait environ 50 mêtres de diamêtre en rotation, si un joggeur courrait a contre sens par rapport au sens de rotation à la même vitesse que le défilement du sol sous ses pieds, le joggeur se retrouverait il a flotté car sa vitesse relative a annulé les effets de rotation du tambour?

J'espère que ma question est suffisament clair.

Pour obtenir 1/2 G quel serait la vitesse de rotation d'un tambour de 50 M de diamêtre?

Alpha a écrit:Après le visionnement du film "destination ou mission Mars", où il y avait un tambour rotatif pour simulé la gravité, je me suis posé la question suivante; dans un tambour qui aurait environ 50 mêtres de diamêtre en rotation, si un joggeur courrait a contre sens par rapport au sens de rotation à la même vitesse que le défilement du sol sous ses pieds, le joggeur se retrouverait il a flotté car sa vitesse relative a annulé les effets de rotation du tambour?

J'espère que ma question est suffisament clair.

Pour obtenir 1/2 G quel serait la vitesse de rotation d'un tambour de 50 M de diamêtre?

Ce dessin devrais répondre à ta première question. Imagine le bonhomme immobile quelques centimètres au dessus du plancher qui flotte librement pendant que le plancher défile sous ses pieds.

Pour la seconde question avec :
a accélération en m/s²
r rayon du cylindre en m
v vitesse de défilement du plancher en m/s
et g = 9,81 m/s²
a=v²/r => v²=r*a=50/2*9,81/2 => v=11,1 m/s = 39,9 km/h
Avec un diamètre de 50 m, il devrait courir vite pour se retrouver dans la situation de la figure...

Henri a écrit:
Ce dessin devrais répondre à ta première question. Imagine le bonhomme immobile quelques centimètres au dessus du plancher qui flotte librement pendant que le plancher défile sous ses pieds.

Dois-je comprendre que cette situation est impossible ? Pour courir dans une station, il faut être attaché au sol ! ! ! obligatoirement ?

doublemexpress a écrit:Dois-je comprendre que cette situation est impossible ? Pour courir dans une station, il faut être attaché au sol ! ! ! obligatoirement ?

Non, a priori, il suffit seulement de courir dans le bon sens ou alors moins vite que le cylindre. Si on s'amuse à courir dans le sens inverse, on va progressivement faire des sauts de plus en plus hauts et longs, comme si on passait graduellement de la gravité terrienne à la gravité martienne, puis lunaire et enfin l'apesanteur.

Si je comprend bien, avec un tambour de plus grand diamètre, le RPM du tambour serait moindre, mais la vitesse de défilement du planché en périférie du tambour resterait à 40 Km/H pour conservé son 1/2 G d'efficacité.

Avec un tambour de 200 mêtres de diamètre, il serait plus difficile pour le courreur de faire de grand bonds vu qu'il serait beaucoups plus éloigné du centre sans gravité du tambour.

Alpha a écrit:Si je comprend bien, avec un tambour de plus grand diamètre, le RPM du tambour serait moindre, mais la vitesse de défilement du planché en périférie du tambour resterait à 40 Km/H pour conservé son 1/2 G d'efficacité.

Avec un tambour de 200 mêtres de diamètre, il serait plus difficile pour le courreur de faire de grand bonds vu qu'il serait beaucoups plus éloigné du centre sans gravité du tambour.

Avec un tambour de 100 m de rayon (200 m de diamètre) et une gravité artificielle de 0,5g on obtient une vitesse de défilement du tambour de 22 m/s, cad 79,7 km/h. Pour le rpm il est lié à l'accéleration par la relation suivante : rpm = racine(a/r) alors que v= racine(a*r) donc pour une accéleration-pseudo-gravité a constante (par exemple g/2) le rpm diminue quand r augmente mais la vitesse de défilement augmente avec r. (ici j'exprime le rpm en radians par secondes)

Tes formules viennent de perturbé mes croyances. J'étais sûr que la vitesse de déplacement du sol resterait le même pour conservé la même gravité artificiel peu importe de diamètre du tambour. Je ne peu tiré de conclusions a partir de tes formules (je suis plus "pratique" que "mathématique"). Par contre je me souvient de mes cours de physique où le prof. nous affirmais que la force centrifuge (perpenticulaire à la périphérie) n'existe pas, mais la force centripète est la véritable force qui entre en jeu pour les objets en rotation. Alors je comprend que la gravité artificiel dans un tambour en rotation est causé par le changement de direction de la personne qui a les pieds au sol, et non pas par la pression ressenti par la personne qui donne l'impression de venir du centre du tambour.

Sur un tambour de plus grand diamètre le changement de direction est plus doux, donc il faut augmenté la vitesse du sol pour rendre le changement de direction aussi "violent" qu'avant.

Est ce que ma vulgarisation est valable et cohérente??

Alpha a écrit:Tes formules viennent de perturbé mes croyances. J'étais sûr que la vitesse de déplacement du sol resterait le même pour conservé la même gravité artificiel peu importe de diamètre du tambour. Je ne peu tiré de conclusions a partir de tes formules (je suis plus "pratique" que "mathématique"). Par contre je me souvient de mes cours de physique où le prof. nous affirmais que la force centrifuge (perpenticulaire à la périphérie) n'existe pas, mais la force centripète est la véritable force qui entre en jeu pour les objets en rotation. Alors je comprend que la gravité artificiel dans un tambour en rotation est causé par le changement de direction de la personne qui a les pieds au sol, et non pas par la pression ressenti par la personne qui donne l'impression de venir du centre du tambour.

Sur un tambour de plus grand diamètre le changement de direction est plus doux, donc il faut augmenté la vitesse du sol pour rendre le changement de direction aussi "violent" qu'avant.

Est ce que ma vulgarisation est valable et cohérente??

Intuitivement c'est assez bien exprimé :D

Henri a écrit: Pour le rpm il est lié à l'accéleration par la relation suivante : rpm = racine(a/r) alors que v= racine(a*r) donc pour une accéleration-pseudo-gravité a constante (par exemple g/2) le rpm diminue quand r augmente mais la vitesse de défilement augmente avec r. (ici j'exprime le rpm en radians par secondes)

Application à la Terre autour du soleil avec une vraie gravité (les formules sont les mêmes) :
365 jours pour faire 1 tour, c'est long, mais 30km/s en vitesse tangentielle, c'est énorme !

ne pas tenir compte de cette fenêtre :silent:

J'ai une question, est-ce la rotation de la terre qui crée de la gravité et plus la vitesse d'un atre est grande, plus ca gravité est aussi?

Une autre question(peut être un petit bete), pourquoi quand on parle d'accélération ces un rapport au carrée?

Par exemple 9,81m/s²
V²

Airazor a écrit:J'ai une question, est-ce la rotation de la terre qui crée de la gravité et plus la vitesse d'un atre est grande, plus ca gravité est aussi?

C'est un problème de masse. Plus un corps est massif plus sa gravité est forte. Après, tout dépend de sa densité pour connaître la gravité à sa surface.
La vitesse de rotation d'un astre sur lui-même dépend de ses deux facteurs : masse et densité

Donc, des étoiles très dense (Étoiles à neutron, trou noir) par exemple on une vitesse de rotation très grande et donc une gravité hors norme.

Mais est ce que leur taille joue un role?

Airazor a écrit: Donc, des étoiles très dense (Étoiles à neutron, trou noir) par exemple on une vitesse de rotation très grande et donc une gravité hors norme.

Oui, tout à fait

Airazor a écrit:Mais est ce que leur taille joue un role?

oui et à condition qu'elles soient denses ; inversement, les supernovae ont une densité faible, avant de s'effondrer sur elle-même

Ok merci, mais saurais tu m'expliquer pour qu'en on porle de la gravité il y a toujour un exposant 2

Airazor a écrit:Ok merci, mais saurais tu m'expliquer pour qu'en on porle de la gravité il y a toujour un exposant 2

On va essayer car je ne suis pas astronome.
Toujours pour parler simple, l'accélération s'exprime par une vitesse augmentant toutes les secondes. Comme une vitesse est une distance parcourue par unité de temps, si cette unité c'est la "seconde", du coup, on se retrouve avec deux fois une seconde ; et donc, on la met au carré.

Chez nous, sur la Terre, au niveau de la mer, l'accélération due à la gravité est de 9,81 m à la seconde, par seconde. Donc au carré.
Est-ce clair ? J'ai fait ce que j'ai pu, mais je ne suis pas prof' de physique

:D

En d'autre terme l'accélération est la vitesse initiale + l'augmentation de la vitesse?

Mais c'est encore flou dans mon esprit

Cher Airazor, tu semble confondre rotation et masse quand vient le temps de comprendre la génération de gravité. Seul la masse d'un astre provoque la gravité, alors, Vénus qui a une masse semblable a celle de la terre a une gravité semblable a celle de la terre et cela même si Vénus tourne très très lentement sur elle même. La gravité provoqué par rotation n'est pas réellement de la gravité mais un constant changement de direction par ce que le corps humain se situe a l'intérieur de l'objet en rotation.

que veux tu dire un constant changement de la direction

Airazor a écrit:En d'autre terme l'accélération est la vitesse initiale + l'augmentation de la vitesse?

Mais c'est encore flou dans mon esprit

réfléchi. C'est pourtant très simple : en chute libre, ta vitesse s'accélère de x m/s toutes les secondes. Au bout de 2 secondes, chez nous, sur la Terre, au bord du St Laurent, ta vitesse serait de 18,16 m/s, au bout de trois secondes elle serait de 27,24 m/s, etc ... (toujours en chiffres ronds)

mais 3 secondes au carrée ca fait 9........

Airazor a écrit:mais 3 secondes au carrée ca fait 9........

L'accélération, elle, reste au carré

Airazor a écrit:En d'autre terme l'accélération est la vitesse initiale + l'augmentation de la vitesse?

Mais c'est encore flou dans mon esprit

Je vais moi aussi essayé de simplifier avec des exemples. La gravité est relativement constante autour de la terre, et que tu sois a 100Km d'altitude ou au niveau de la mer la force de la gravité est relativement la même. Alors si tu saute d'un avion a 100Km d'altitude, la gravité va t'attiré vers le sol avec toujours la même force. Si ton poids (pas ta masse) est de 150 Lbs cela veut dire qu'il y a 150 Lbs qui t'attire vers le sol, mais si ta vitesse de chute à 50 Km d'altitude est de 600Km/Hr et bien il y a toujours ce 150 Lbs qui t'attire vers le sol, alors ta vitesse va encore augmenté (d'où l'accélération) bien sûr la friction de l'air va te ralentir en fonction de la surface que tu présente dans l'atmosphère comme un parachute.

Par contre si tu est loin de toute gravité (surtout pas en orbite) dans l'espace, une simple bouteille d'aérosol de fera accéléré jusqu'a ce qu'elle soit vide, car il n'y a de résistance dans l'espace.

Airazor a écrit:que veux tu dire un constant changement de la direction

C'est comme les manèges qui utilise la rotation pour te collé a ton siège. As tu déjà visité la Ronde de Montréal, il y des manèges qui nous colle le dos au mur a l'intérieur d'un tambour en rotation. Quand le manège s'arrête tout le monde retombe sur le planché.

ok, si il y a rien dans l'espace comment un corps peut accéléré car s'il y a aucune matière, comment la 3ieme règle de Newton peut fonctionner(Action-Réaction) QU'est ce qui exèrce en retour a force opposé à la poussé

Alpha a écrit:

Airazor a écrit:que veux tu dire un constant changement de la direction

C'est comme les manèges qui utilise la rotation pour te collé a ton siège. As tu déjà visité la Ronde de Montréal, il y des manèges qui nous colle le dos au mur a l'intérieur d'un tambour en rotation. Quand le manège s'arrête tout le monde retombe sur le planché.

En fait si j'ai bien un compris, la rotation d'un astre crée un accélération(la meme subit par les astronaute au décollage et les pilotes de chasse) et c'est cette accélération qui maintient l'atronaute sur le plancer lors d'une gravité artificiel, donc si j'ai bien compris le terme gravité artificiel n'est pas le terme le plus approprier dans ce cas.<


Au fait, merci de m'aidé à mieux comprendre