Gravité artificiel très artificiel !

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

Airazor a écrit: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

Quand l'on actionne une bombe (ou bouteille) d'aérosol il y a de la matières ( parfun, peinture, insecticide) qui en est expulsé d'òu la réaction de poussé.

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

Pour illustrer le débat sur la gravité artificielle, voici un schéma qui montre l'emplacement du centre de gravité d'une personne en fonction du rayon de rotation en métre, et de la vitesse angulaire.
On voit que dans certaines situations (qui sortent de la zone de confort), il serait bien difficile de se tenir debout.
La gravité par rotation n'est donc qu'une simulation, qui sera mise en défaut en cas de changement de direction lors d'un déplacement dans le vaisseau ou bien si l'on effectue un jet d'objet. Mais cela pourrait suffire pour tromper l'organisme, et empêcher certains des effets délétères de la microgravité sur la santé.
Ce sujet me tient à coeur, car je suis un fan de la "Roue de Von Braun", station orbitale torique en rotation. C'est l'avenir des stations orbitales.

image plus grosse :
https://2img.net/r/ihimizer/img147/7082/artificialgravityandthe24yz.jpg

Airazor; 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.<

En fait c'est exactement le contraire. La gravité est l'attirance de deux masses.

Par ce que nous marchons sur la terre et non pas a l'intérieur de la terre, nous serions projeté dans l'espace si la terre tournait boucoup plus rapidement sur elle même.

socrate a écrit:image plus grosse :
https://2img.net/r/ihimizer/img147/7082/artificialgravityandthe24yz.jpg

Merci monsieur
;)

L'article source de ce document est à :
http://www.spacefuture.com/archive/artificial_gravity_and_the_architecture_of_orbital_habitats.shtml

Je ne sais pas si je peux apporter un peu de clarté à notre nouvel arrivant mais:
La rotation de la Terre, par effet centrifuge, à tendance à nous "décoller" de la surface. Autrement dit, si la Terre ne tournait pas, on pèserait plus !
Bon vu la vitesse de rotation de la Terre, ce phénomène est peu important. Mais dans l'absolu, si tu vas aux poles tu pèseras moins car tu seras autant attiré (sans compter l'applatissement des poles) mais tu ne tourneras pas autour de la Terre. De la même manière que dans un manège, si tu mets la tête vers l'extérieur et le pieds vers l'intérieur, tu vas décoller vers l'extérieur ! Autrement dit, la rotation, quand on est à la surface d'un objet, crée une force opposée à la gravitation.
Parallèlement, et ce pour une question de conservation du moment cinétique, il est vrai qu'en général les corps massifs tournent vite sur eux-même. Mais la gravité est exactement la même quelque soit la vitesse de rotation de l'astre (car dépendant uniquement de sa masse), et la pesanteur (autrement dit le poids induit par cette gravité) sera par contre d'autant plus faible que l'astre tourne vite, c'est à dire que la force de pesanteur sera d'autant plus contrée par la force centrifuge qui va nous tirer vers l'espace !

Tout à l'heure vous parliez d'étoiles à neutron. C'est un bon exemple pour comprendre ce principe. Imaginons une étoile à neutron immobile. On va peser (j'invente) 100t à sa surface. Si l'étoile tourne très vite sur elle-même (comme c'est souvent le cas), on va peser ces 100t moins la force centrifuge créée par la rotation, qui en sens opposée à la pesanteur. A l'équateur on va tourner très vite (la force centrifuge est proportionnelle au rayon au carré) et donc on va peser moins qu'au pole où on ne subit pas la rotation de la planète. Dans certains cas extrêmes, une étoile à neutron peut tourner tellement vite qu'à l'équateur il n'y a presque plus de pesanteur (car on est tiré entre la gravitation et la force centrifuge) et la matière n'arrive plus à rester sous forme de neutrons car plus asssez "écrasée". L'étoile est alors capable de libérer des quantité colossales de matières qui se libèrent soudainement de l'étoile au niveau de l'équateur et qui va la quitter pour partir dans l'espace. Ce phénomène est connu en astrophysique et a déjà été apparemment observé.

Donc si tu as tout compris, tu sais que si un jour la Terre s'arrête de tourner, tu verras que tu pèseras alors quelques milligrammes de plus que pendant qu'elle tournait ;)

Astrogreg a écrit: ... Donc si tu as tout compris, tu sais que si un jour la Terre s'arrête de tourner, tu verras que tu pèseras alors quelques milligrammes de plus que pendant qu'elle tournait ;)

Je n'avais pas encore parlé de la force centifuge pour progresser lentement dans la discussion, mais ton exposé est magistral
:D

Ok merci, pour revenir à la gravité artificiel, ce veux dire que si je suis sur la station(et non dans), je serai projeté dans le néant?

Mais dans l'absolu, si tu vas aux poles tu pèseras moins

A l'équateur on va tourner très vite (la force centrifuge est proportionnelle au rayon au carré) et donc on va peser moins qu'au pole

Il y a ca qui me chipote...

L'étoile est alors capable de libérer des quantité colossales de matières qui se libèrent soudainement de l'étoile au niveau de l'équateur et qui va la quitter pour partir dans l'espace

Il a y t-il un nom à ce phénomène?

conservation du moment cinétique

Que veux tu dire plus exactement par la?

Ok merci, pour revenir à la gravité artificiel, ce veux dire que si je suis sur la station(et non dans), je serai projeté dans le néant?

Si tu es à l'extérieur de la station en rotation, pour être fixe par rapport à la station, tu as intérêt à être bien accroché parce que la force centrifuge aura tendance à t'éjecter, sauf si tu es proche de l'axe de rotation.
Exemple pratique : si tu fais tourner autour de toi à suffisamment grande vitesse un seau avec un peu d'eau au fond, l'eau va rester plaquée au fond, par la force centrifuge, même si tu le fais tourner dans un plan horizontal. Mais s'il y a un trou au fond, elle va vite se sauver par ce trou. De même, si sur la surface extérieure du fond du seau il y avait des morceaux de terre par exemple, ceux-ci vont être projetés vers l'extérieur si la vitesse est suffisante.
Des bestioles qui se trouvent au fond du seau (à l'intérieur!) sentiront une force qui les plaque au fond, et verront une surface d'eau horizontale par rapport aux parois du seau (mais presque verticale par rapport au sol sur lequel tu te tiens debout!) : tout se passe comme si elles étaient soumises à une force de gravité dirigée vers le fond du seau.
Uniquement parce que tu fais tourner le seau autour de toi.
Si tu as compris cette petite expérience, ça se transpose à une station orbitale en rotation autour d'un axe lié à la station (attention: ça n'a rien à voir avec le fait qu'on est en orbite).

A l'équateur on va tourner très vite (la force centrifuge est proportionnelle au rayon au carré) et donc on va peser moins qu'au pole

Il y a ca qui me chipote...

Pour compléter l'explication de Greg, la force centrifuge s'écrit :
f = m.r.w²
Avec :
m = masse de l'objet
r = distance à l'axe de rotation
w = vitesse angulaire de rotation
Dans le cas de la Terre, si on se trouve au pôle, r=0 parce qu'on est juste sur l'axe de rotation. Par contre, à l'équateur r est égal au rayon de la Terre et la force centrifuge est maximale.
Plus on est loin de l'axe, plus la force centrifuge est importante.

L'étoile est alors capable de libérer des quantité colossales de matières qui se libèrent soudainement de l'étoile au niveau de l'équateur et qui va la quitter pour partir dans l'espace

Il a y t-il un nom à ce phénomène?

Je ne connais pas de nom, mais même sans parler d'étoiles à neutrons, il y a des étoiles "normales" qui sont fortement déformées par leur vitesse de rotation.

A+

Pour ces questions de gravité artificielle, et de ses effets parfois surprenants, je recommande la lecture d'un roman de Arthur C. Clarke : "Rendez-vous avec Rama"

Synopsis : au début du 22ème siècle, un immense vaisseau interstellaire pénètre dans le système solaire. Une mission d'exploration est entreprise pour visiter le vaisseau avant qu'il ne reparte vers les étoiles après avoir contourné le soleil. Nos explorateurs trouvent alors un cylindre creux de 50 km de long, en rotation, et à l'intérieur... des villes, des structures titanesque, même une mer, tout celà maintenu par la gravité artificielle engendrée par la rotation du cylindre.
Mais pas âme qui vive.
Enfin, au début...

Un grand moment : la descente d'un escalier de plusieurs km, avec augmentation progressive de la gravité, et la déviation par la force de Coriolis.

Bonne lecture

Dans exactement le même style, un livre dont je ne me souviens plus du nom que j'ai lu il y a 3 ans (je le chercherais plus tard...)
Il y avait un énorme anneau de quelques 500km de diamètre en orbite autour de Saturne, et il y avait des énormes piliers qui montent jusqu'au centre. Il y a des créatures fantastiques dedans (centaures etc...), et puis la fameuse montée le long du pilier et la perte progressive de pesanteur, jusqu'au zéro G au centre de l'anneau. Livre très agréable à lire !

J'ai moi aussi une question sur la gravité artificielle par force centrifuge :

quelle est la formule qui met en relation la gravité ( en nombre de g ), la vitesse angulaire et la distance à l'axe ( ou centre ) de gravité ??

Ceci afin de savoir comment instaurer une gravité artificielle équivalente à celle de la Terre selon la taille de la station et la vitesse à laquelle elle tourne.

doryphore a écrit:J'ai moi aussi une question sur la gravité artificielle par force centrifuge :

quelle est la formule qui met en relation la gravité ( en nombre de g ), la vitesse angulaire et la distance à l'axe ( ou centre ) de gravité ??

Ceci afin de savoir comment instaurer une gravité artificielle équivalente à celle de la Terre selon la taille de la station et la vitesse à laquelle elle tourne.

Ca demande réflexion et surtout une recherche mais on doit trouver ça facilement
Demain.

:)

doryphore a écrit:J'ai moi aussi une question sur la gravité artificielle par force centrifuge :

quelle est la formule qui met en relation la gravité ( en nombre de g ), la vitesse angulaire et la distance à l'axe ( ou centre ) de gravité ??

Ceci afin de savoir comment instaurer une gravité artificielle équivalente à celle de la Terre selon la taille de la station et la vitesse à laquelle elle tourne.

J'ai copié la formule a partir de la réponse d'Henri au sujet d'un tambour de 50 M de diamètre, la voici:

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...


La vitesse linéaire du plancher a l'intérieur du tambour devrait être de 40 Km/h pour obtenir 1/2 G de gravité artificiel pour les passagés.

Ha oui en effet cette formule permet de trouver ça ! même si c'ést pas précisément ce que je voulais, mais c'est pas grave

Un article intéressant sur les effets possibles de champs gravitationnels entre 0 et 1 g sur la santé. Quelle est la forme de la courbe ? On ne le sait pas, mais l'auteur livre quelques pistes, notamment concernant la dépendance à l'accélération de la perte de fluides corporels et donc des sels minéraux.
http://selenianboondocks.blogspot.com/2005/11/if-youre-going-to-be-snarky.html

Dans le cas d'un voyage vers Mars, est il possible pour évité les effets néfaste sur l'organisme de l'appensateur, de munir le vaisseau d'un moteur ionique ou plasma qui après la poussé initial par un propulseur chimique, procurerait une poussé constante tout le long du voyage pour simulé plus d'un 1/2 G au passagés. :???:

Alpha a écrit:Dans le cas d'un voyage vers Mars, est il possible pour évité les effets néfaste sur l'organisme de l'appensateur, de munir le vaisseau d'un moteur ionique ou plasma qui après la poussé initial par un propulseur chimique, procurerait une poussé constante tout le long du voyage pour simulé plus d'un 1/2 G au passagés. :???:

Oouu, avec une accélération de 0,5 g il ne te faudrait même pas 3 jours pour atteindre Mars ! Aucun propulseur connu ne permettrait de telle performances (sauf le vieil Orion Nucléaire Pulsé des années 50), en tout cas pas un moteur ionique…
Il y a une solution beaucoup plus simple décrite par Zubrin : un simple câble de quelques centaines de mètres déployé entre le module habité et le dernier étage du vaisseau et on met le tout en rotation lente et le tour est joué…

Henri a écrit:et le tour est joué…

à ceci près qu'à peine tu tournes la tête tu rends ton 4 heures à cause la force de coriolis...

Astrogreg a écrit:

Henri a écrit:et le tour est joué…

à ceci près qu'à peine tu tournes la tête tu rends ton 4 heures à cause la force de coriolis...

Les forces de coriolis c'est génant pour de faibles rayons de rotations et donc des grandes vitesses angulaires de rotation (genre "roue" spatiale). Avec un câble en acier de 1000 m entre un dernier étage vide et un module habité il suffit d'une période de rotation de l'ordre de 45 secondes (en supposant que les 2 masses aux extrémités du câble sont comparables) pour obtenir une accéleration de 1 g.

Un câble de 1 Km de long que j'imagine être maintenu en son centre avec des capsules de masse équivalente a chaque extrémité. Ce qui veut dire que chacune des capsules parcourent environ 3 Km en 45 sec. pas si simple comme procédé. Imaginé que le roulement qui maintient le centre du câble ai la fâcheuse habitude de coïncé, alors les câbles s'enrouleront autour de son axe, quel maux de tête a la sortie d'une de ses casules. :wall: :lol!:

Alpha a écrit:Imaginé que le roulement qui maintient le centre du câble ai la fâcheuse habitude de coïncé, alors les câbles s'enrouleront autour de son axe, quel maux de tête a la sortie d'une de ses casules. :wall: :lol!:

Il n'y a pas besoin de roulement au centre d'inertie de ce système, sauf si on y installait une partie centrale non solidaire de la rotation imprimée à l'ensemble.Par contre en ce centre d'inertie la tension du câble est au maximun (si sa section est constante) et il y a intérêt à ce qu'il soit résistant .Sinon s'il casse, c'est la catastrophe et les deux parties périphériques s'éloigneront l'une de l'autre.
Giwa

Giwa, ton raisonnement est juste, mais comme la masse du câble est négligeable face aux masses accrochées à ses deux extrémités, la tension est pratiquement la même sur toute sa longueur. Pour les autres regardez cette vidéo (et mettez le son !):

EDIT 13/09/06 : La vidéo ne démarre plus automatiquement (afin de ne pas bloquer la machine des personnes qui ont des problèmes de codecs) ; il faut cliquer sur le contrôle vidéo pour l'activer (sous IE & Win XP, mais malheureusement il ne semble pas exister de plugin Firefox pour visionner des vidéos XviD-DivX incorporées dans une page html, utilisez le lien ci-dessous dans ce cas) puis cliquer sur le petit triangle noir pour que la vidéo démarre.
Nota : il faut prévoir près de 4 minutes de téléchargement pour que la vidéo démarre.
Sinon, lien direct vers la vidéo :
http://minilien.fr/a0lrxy
(codec divx ou xvid indispensable)

Maintenant en cas de rupture du câble, la première conséquence serait la nécessité d'une correction de vitesse Δv égale au pire à rω=g/ω=√(rg) c'est à dire pour r=500 m (câble de 1000 m) et g=9,81m/s² un Δv~70 m/s tout à fait dans les cordes des propulseurs de corrections de vitesse d'un module habité (la correction serait encore plus faible pour un r plus petit...) La deuxième conséquence serait la perte de la gravité artificielle.