Force d'attraction terrestre
carbonatecaco3
Est ce que la force d'attraction terrestre varie .. ou a pu varier depuis
..le Trias .
Merci
Bernard
*******************************
Rémi Moyen
Salut,
> Est ce que la force d'attraction terrestre varie .. ou a pu varier depuis
> ..le Trias .
Hum... Non, je vois mal comment.
La force d'attraction dépend de 4 choses : de la loi de la gravitation,
la constante de gravitation universelle, la masse de la Terre et son rayon.
Étant donné qu'un des axiomes de base des sciences est que les lois
physiques sont valables partout et tout le temps, on suppose que la loi
de la gravitation était la même à l'époque. De même pour la constante de
gravitation, on n'a aucune raison de penser qu'elle puisse ne pas être
constante (là, normalement, je déclenche une réponse du Chevalier Sir
JPT avec, hum, l'Universal Pressure Law, je crois... ;-) ).
C'est évidemment des axiomes discutables, mais d'une part aucun argument
ne permet vraiment de laisser penser le contraire et d'autre part, faut
bien des axiomes pour raisonner (sinon, tout est possible...).
Reste la masse de la Terre et son rayon. À part pour les tenants d'une
Terre en expansion ou en contraction (mais c'est une hypothèse farfelue
et je n'ai jamais vu d'argument vraiment solide), je vois mal comment le
rayon aurait pu varier significativement. Pour la masse, je vois encore
moins (sauf pour les encore plus farfelus qui combinent la Terre en
expansion avec une apparition de matière... par magie, je suppose).
C'est pas les quelques météorites qui sont tombées qui ont pu changer
ces valeurs significativement.
Donc non, la force d'attraction n'a pas dû changer depuis le Trias, ni
même depuis encore plus longtemps (depuis la formation de la Terre par
accrétion, donc le moment où la masse et le rayon se sont fixés).
La seule chose qui reste serait un autre corps céleste (comme la Lune,
par exemple) : mais la Lune a une influence très faible sur la force
d'attraction terrestre, il faudrait imaginer un corps céleste bien plus
gros et plus proche, qui serait passé puis qui aurait totalement disparu
entre temps... Astronomiquement peu crédible, sans parler de l'absence
d'indices de ce scénario !
Maintenant, il est vrai que la force de gravitation varie
géographiquement sur Terre, et que c'est un outil utilisé, par exemple,
en prospection minière. Mais dans ce cas, on parle de variations de
l'ordre du mgal (cad du 1000ème de l'attraction théorique) : c'est
certes très important en termes de prospection, mais totalement
insensible à l'échelle humaine. Je ne pense pas que ce soit sur ça que
portait ta question ?
--
Rémi Moyen
Oncle Dom
436cb040$0$19512$626a...@news.free.fr...
> Est ce que la force d'attraction terrestre varie .. ou a pu varier
depuis
> ..le Trias .
L'attraction terrestre proprement dite, probablement pas de façon mesurable.
On ne connait pas 'indices sérieux que la constante de gravitation
universelle ait varié depuis le Trias.
On n'a pas de rason de penser que la masse de la Terre, ait varié de façon
mesurable non plus
Donc l'attraction exercée par la planète Terre n'a pas varié
significativement.
Par contre la distance de la lune a varié. Elle était plus proche au Trias
de quelques milliers de kilomètres
Le théories faisant varier le rayon de la Terre avec l'expansion de
l'univers sont des rèveries d'ignorants
--
Oncle Dom
http://perso.wanadoo.fr/oncle.dom/
jpjg
> Hum... Non, je vois mal comment.
Moi si mais ... est-ce bien raisonnable ;-)
>
> La force d'attraction dépend de 4 choses : de la loi de la gravitation,
> la constante de gravitation universelle, la masse de la Terre et son rayon.
...///...
> insensible à l'échelle humaine. Je ne pense pas que ce soit sur ça que
> portait ta question ?
Bonjour.
Je ne vois pas ce que le rayon de la Terre vient faire dans cette
histoire, ou la question a été comprise comme "accélération de
gravitation à la surface de la Terre".
La question doit-elle aussi être comprise comme la compsante dûe à
l'attraction terrestre ?
Sinon seule la modification de la masse est à envisager et là ça va être
difficile d'établir un bilan entre gain et perte de matière...
Bref, avant Newton on pouvait se poser la question, depuis...
Cordialement
Rémi Moyen
>> La force d'attraction dépend de 4 choses : de la loi de la
>> gravitation, la constante de gravitation universelle, la masse de la
>> Terre et son rayon.
> Je ne vois pas ce que le rayon de la Terre vient faire dans cette
> histoire, ou la question a été comprise comme "accélération de
> gravitation à la surface de la Terre".
Oui, j'ai supposé que CaCO3 voulait parler de l'accéleration de la
pesanteur à la surface de la terre. 'g' dans les équations, quoi. Mais
c'est vrai que c'était pas dit clairement dans la question. J'ai lu un
peu vite... :-)
> Sinon seule la modification de la masse est à envisager et là ça va être
> difficile d'établir un bilan entre gain et perte de matière...
Difficile ? Non, à l'échelle géologique, c'est très simple : la Terre
est, à peu de choses près (quelques météorites de temps en temps) un
système fermé niveau matière. Donc ni gain sensible, ni pertes sensibles.
> Bref, avant Newton on pouvait se poser la question, depuis...
En même temps, ils connaissaient pas non plus l'âge de la Terre, à
l'époque ;-)
--
Rémi Moyen
lucien.coste
"carbonatecaco3" <carbona...@free.fr> a écrit dans le message de news:
436cb040$0$19512$626a...@news.free.fr...
>
> Est ce que la force d'attraction terrestre varie .. ou a pu varier
depuis
> ..le Trias .
>
déclinant au cours des âges et il donnait un argument assez arithmétique...
Si on conserve l'isotropie de la vitesse de la lumière, jamais mise en doute
par aucune expérience, mais qu'on mette en cause son isochronie qui n'est
pas prouvée, là aussi il y a possibilité de variation de l'attraction
gravitationnelle par création ou disparition de masse au cours des temps...
sur un autre plan qui n'est plus théorique, la masse de la terre s'est
enrichie de la chute des météorites au cours des temps, donc sa masse a
varié donc si la constate de la gravitation universelle est constante au
cours du temps, il y a eu variation liée à la variation de la masse.
--
Lucien COSTE
jpjg
> Difficile ? Non, à l'échelle géologique, c'est très simple : la Terre
> est, à peu de choses près (quelques météorites de temps en temps) un
> système fermé niveau matière. Donc ni gain sensible, ni pertes sensibles.
Oui, c'est ça, on est d'accord, on ne peut pas vraiment estimer, sauf à
admettre de manière raisonnable que c'est probablement globalement
faible, sur une échelle de temps assez longue. Pour être précis au sens
de pouvoir répondre à la question, ça reste difficile.
>
>> Bref, avant Newton on pouvait se poser la question, depuis...
>
>
> En même temps, ils connaissaient pas non plus l'âge de la Terre, à
> l'époque ;-)
Je parlais juste du rôle de la masse.
Ronano
> Bonjour
>
> Est ce que la force d'attraction terrestre varie .. ou a pu varier depuis
> ..le Trias .
>
centre de la Terre (qui intervient au carré) ainsi que de la masse de
l'objet. Quelque soit l'époque.
Cà dépend aussi de la masse de la Terre, qui ne doit pas avoir été
sensiblement modifié. En tous cas, je ne vois pas trop comment.
Les records de vitesse sur piste cycliste sont régulièrement tentés à
Mexico, ce n'est pas innocent: la ville est située à plus de 3000
mètres avec un g (accélération gravitationnelle) sensiblement plus
faible qu'au niveau de la mer. Pour la même raison, le record
olympique de saut en longueur a trés longtemps été celui des J.O de
Mexico en 1968 (Bob Beamon à 8,90 m).
Maintenant, j'ai vu ce soir un reportage d'Arte: il expliquait qu'il y
a 30 millions d'années, l'Afrique était quasiment plate. Et puis une
poussée brutale du magma terrestre a créé la fissuration du Rift, qui
va d'Ethiopie jusqu'au Mozambique. Et il y a eu la formation du
Kilimandjaro pour le même type de phénomène (plus de 5000 m
d'altitude). Donc si localement, l'altitude varie sur des temps
géologiques, la valeur de l'accélération gravitationnelle aussi,
évidemment.
--
Ronano
michel
> Les records de vitesse sur piste cycliste sont régulièrement tentés à
> Mexico, ce n'est pas innocent: la ville est située à plus de 3000
> mètres avec un g (accélération gravitationnelle) sensiblement plus
> faible qu'au niveau de la mer. Pour la même raison, le record
> olympique de saut en longueur a trés longtemps été celui des J.O de
> Mexico en 1968 (Bob Beamon à 8,90 m).
> > --
> Ronano
Eh, si ces records ont été réalisés en altitude, c'est en raison
de la densité de l'air (frottements). Pas en raison de la variation
de g, qui reste négligeable à ce niveau.
Notons que pour les courses à pieds d'endurance, l'altitude
est pénalisante en raison du manque d'oxygène.
--
Michel
Ronano
> Ronano a écrit :
>
>
>> Les records de vitesse sur piste cycliste sont régulièrement tentés à
>> Mexico, ce n'est pas innocent: la ville est située à plus de 3000
>> mètres avec un g (accélération gravitationnelle) sensiblement plus
>> faible qu'au niveau de la mer. Pour la même raison, le record
>> olympique de saut en longueur a trés longtemps été celui des J.O de
>> Mexico en 1968 (Bob Beamon à 8,90 m).
>>> --
>> Ronano
>
> Eh, si ces records ont été réalisés en altitude, c'est en raison
> de la densité de l'air (frottements). Pas en raison de la variation
> de g, qui reste négligeable à ce niveau.
Certes aussi. Mais la densité de l'air augmente aussi lorsque la
température diminue. Ce qui est le cas quand l'altitude augmente. L'un
dans l'autre...Ce sont ces différentes combinaisons de valeurs qui
déterminent des lieux appropriés comme Mexico.
Mais la valeur du g intervient quand même. Au quotidien, c'est
négligeable, mais pour battre des records, cela devient sensiblement
important.
> Notons que pour les courses à pieds d'endurance, l'altitude
> est pénalisante en raison du manque d'oxygène.
La Force de Gravitation
La composante principale de notre poids est la force gravitationnelle
terrestre, à savoir l'attraction qu'exerce la Terre sur notre masse.
D'après la loi de la gravitation universelle de Newton, deux corps
quelconques s'attirent selon une force F dont l'intensité s'exprime par
:
F = G* M*m /r2
où
G est la constante universelle de gravitation (G = 6.67259 x 10-11
N.m2.kg-2),
M et m sont les masses respectives des deux corps,
r est la distance qui sépare les deux corps.
Dans le cas de la gravitation terrestre, M est la masse de la Terre et
on peut réduire cette équation à :
F = mga avec ga = G*M/ (R +z)2
où
ga est l'accélération gravitationnelle terrestre
R est le rayon de la Terre
z est l'altitude de l'objet soumis au champ gravitationnel de la Terre.
La force gravitationnelle que nous subissons quotidiennement nous
permet ainsi de garder les pieds sur Terre. Cette force varie suivant
notre position sur la Terre, puisque celle-ci n'est pas parfaitement
ronde et que son rayon n'est pas le même aux pôles et l'équateur. Elle
varie aussi suivant notre altitude. De ce fait notre poids est loin de
rester constant, même si ces variations sont minimes.
(extrait de
http://www.erwanhome.org/sciences-atmospheriques/poids-masse.php )
--
Ronano
Jean-François Moyen
> Certes aussi. Mais la densité de l'air augmente aussi lorsque la température
> diminue. Ce qui est le cas quand l'altitude augmente. L'un dans l'autre...
L'un dans l'autre, la densité de l'air diminue nettement avec
l'altitude, comme le savent tout les alpinistes ou les aviateurs. Voir
par exemple ici : http://claude.goumain.free.fr/atmosph/atm_synt.htm ou
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Animation/frglab.html
On trouve facilement des courbes de pression (adresse ci dessus, et de
nombreux autres). La pression et la densité sont reliés par
P = R rho T (P la pression, rho la densité, T la température, R la cste
des gaz parfaits).
Comme la pression diminue comme P/P0 = exp(-gh/H), avec P0 la pression
au sol, h l'altitude et H une altitude critique qui vaut 7400 m sur
Terre, rho varie selon la même exponentielle
rho = P / RT = P0/RT exp (-gh/H)
(et si g diminue avec l'altitude, ce qui est le cas bien que ce soit
quasi-négligeable, P décroit encore plus vite...)
> Ce
> sont ces différentes combinaisons de valeurs qui déterminent des lieux
> appropriés comme Mexico.
Pour ce qui est de la physiologie, ce qui compte c'est la pression
partielle en O2 (en fait ca doit même être son activité, mais laissons
ces cuistreries thermodynamiques), ce qui pour des milieux pas trop
dilués correspond au produit de la proportion d'O2 par la pression
totale. La densité, on s'en fiche éperdument (la vitesse de diffusion à
travers une membrane comme celle des poumons n'est controlée que par le
gradient de p(O2).
Passer de 0 à 2000 m, ca fait donc diminuer la pression en gros de 1000
mbar à 800 mbar, donc diminue p(O2) de 20 %.
Pour les frottements, j'ai plus de mal avec les équations (la méca flu,
c'est moins le genre de sport que je pratique, mais je suis sur qu'il y
a icelieu des gens très compétents).
> Mais la valeur du g intervient quand même. Au quotidien, c'est négligeable,
> mais pour battre des records, cela devient sensiblement important.
F = G Mm/d2
En passant de 0 à 2000 m, la force d'attraction passe de
F1 = G Mm/r2 à F2 = G Mm/(r+2000)2
(ou r est le rayon terrestre, à la latitude considérée si on veut bien
faire les choses)
autrement dit, F2/F1 = (r / r + 2000) 2
r vaut 6 400 000 ou un peu moins, donc F2/F1 vaut 0.999375.
Pour un athlète de 80 kg, ca revient donc à s'alléger de 80 kg *
(1-0.999375) = 49.9 g. Je laisse les sportifs juger si 50 g suffisent à
faire une différence....
JF
--
J.-F. Moyen
http://moyen.free.fr
Attention adresse anti-spam
michel
> Comme la pression diminue comme P/P0 = exp(-gh/H), avec P0 la pression
> au sol, h l'altitude et H une altitude critique qui vaut 7400 m sur
> Terre, rho varie selon la même exponentielle
>
> rho = P / RT = P0/RT exp (-gh/H)
>
> (et si g diminue avec l'altitude, ce qui est le cas bien que ce soit
> quasi-négligeable, P décroit encore plus vite...)
> Passer de 0 à 2000 m, ca fait donc diminuer la pression en gros de 1000
> mbar à 800 mbar, donc diminue p(O2) de 20 %.
>
> Pour les frottements, j'ai plus de mal avec les équations (la méca flu,
> c'est moins le genre de sport que je pratique, mais je suis sur qu'il y
> a icelieu des gens très compétents).
On prend l'équation Fx = 1/2 Cx S Rho V^2 (force de pression
dynamique, pas vraiment force de frottement)
Et donc l'athlète est retenu par une force proportionnelle à Rho.
Donc effet de g négligeable devant effet de Rho.
De plus, dans le cas des cyclistes pour le record de l'heure,
le poids n'est sans doute pas un argument.
--
Michel
>
> JF
Ronano
> Passer de 0 à 2000 m, ca fait donc diminuer la pression en gros de 1000
> mbar à 800 mbar, donc diminue p(O2) de 20 %.
>
> Pour les frottements, j'ai plus de mal avec les équations (la méca flu,
> c'est moins le genre de sport que je pratique, mais je suis sur qu'il y a
> icelieu des gens très compétents).
Ce n'est pas si compliqué. La force de résistance aérodynamique Fa =
1/2 * rho * S * Cx * v^2
rho = densité de l'air
S = surface frontale du solide en mouvement
Cx = coefficient de forme aérodynamique
v = vitesse du solide +/-vitesse du vent éventuel
La puissance à développer ^pour vaincre la résistance de l'air est P =
Fa * v; donc cette puissance est également proportionnelle à la
densité de l'air. Comme celle-ci varie sensiblement avec la température
et/ou l'altitude, elle constitue donc un paramètre important.
>
>> Mais la valeur du g intervient quand même. Au quotidien, c'est
>> négligeable, mais pour battre des records, cela devient sensiblement
>> important.
>
> F = G Mm/d2
>
> En passant de 0 à 2000 m,
> la force d'attraction passe de
>
> F1 = G Mm/r2 à F2 = G Mm/(r+2000)2
> (ou r est le rayon terrestre, à la latitude considérée si on veut bien
> faire les choses)
>
> autrement dit, F2/F1 = (r / r + 2000) 2
> r vaut 6 400 000 ou un peu moins, donc F2/F1 vaut 0.999375.
>
> Pour un athlète de 80 kg, ca revient donc à s'alléger de 80 kg *
> (1-0.999375) = 49.9 g. Je laisse les sportifs juger si 50 g suffisent à
> faire une différence....
>
Bof, pas tellement en effet. Pas pour des records de vitesse cycliste
sur piste où la densité faible de l'air doit être nettement plus
conséquente.
Il faudrait s'amuser à voir ce que çà donne en saut en longueur entre
un athlète de 80 kg et un autre de 80,05 kg, toutes choses égales par
ailleurs, mais je crois en effet que ce n'est pas tellement l'altitude
qui est en jeu.
J'ai recueilli entretemps les derniers records de l'heure cycliste,
données de 2003 (dernière colonne = lieu du record).
http://www.uci.ch/data_UCI/track/palmares/records/world_M.htm
51km15135 FRANCESCO MOSER (ITA) 23.01.1984 MEXICO (MEX), Centre Sp.
51km596 GRAEME OBREE (GBR) 17.07.1993 HAMAR (NOR)
51km840 FRANCESCO MOSER (ITA) 15.01.1994 MEXICO (MEX)
52km270 CHRISTOPHER BOARDMAN (GBR) 23.07.1993 BORDEAUX (FRA)
52km719 GRAEME OBREE (GBR) 27.04.1994 BORDEAUX (FRA)
53km040 MIGUEL INDURAIN (ESP) 02.09.1994 BORDEAUX (FRA)
53km832 TONY ROMINGER (SUI) 22.10.1994 BORDEAUX (FRA)
55km291 TONY ROMINGER (SUI) 05.11.1994 BORDEAUX (FRA)
56km375 CHRISTOPHER BOARDMAN (GBR) 06.09.1996 MANCHESTER (GBR)
CHRISTOPHER BOARDMAN (GBR) 27.10.2000 MANCHESTER (GBR)
On voit que ce n'est plus Mexico, mais Bordeaux ou Manchester, pas au
niveau de la mer mais quand même plutôt basse. Questions
d'infrastructures et de médiatisation bien sûr, mais aussi sans doute
de disponibilité en oxygène.
Une méthode classique d'entraînement consiste à aller faire un stage de
quelques semaines en montagne (disons 1800 mètres minimum, comme à Font
Romeu). Du fait de la raréfaction de l'oxygène, l'organisme est alors
stimulé dans sa fabrication de globules rouges et lorsque le sportif
redescend au niveau de la mer, il a une forme insolante pour toute une
compétition. Il est possible que certains cyclistes du record de
l'heure aient trouvé ce facteur déterminant par rapport à celui de
l'altitude, et aient ainsi préféré des villes comme Bordeaux et
Manchester à Mexico.
Pour les efforts plus courts mais intenses en revanche, il semble que
le paramètre "haute altitude" soit très important:
1 Km Départ arrêté / Standing start:
1'02''091 MAIK MALCHOW (RDA) 28.08.1986 COLORADO SPRINGS (USA), Vél.
7-Eleven
1'01''945 JOSE ANTONIO ESCUREDO (ESP) 15.09.1995 QUITO (ECU)
1'00''613 SHANE KELLY (AUS) 26.09.1995 BOGOTA (C0L)
1'00''148 ARNAUD TOURNANT (FRA) 16.06.2000 MEXICO (MEX)
58''875 ARNAUD TOURNANT (FRA) 10.10.2001 LA PAZ (BOL)
Affaire de compromis entre plusieurs facteurs antinomiques, bien
expliqués ici:
www.volodalen.com/13physiologie/altitude.htm
" la baisse de la densité de l'air a deux actions antagonistes sur
l'exercice physique :
- elle le favorise par une diminution de la résistance à l'avancement
- elle le limite par la baisse de la quantité d'oxygène disponible
Rapportés aux filières énergétiques, ces deux mécanismes rendent les
exercices anaérobies (sans oxygène) plus faciles et les exercices
aérobies plus difficiles.
"A Mexico, les records mondiaux ont été égalés ou améliorés jusqu'au
800m. A partir de cette distance, les performances ont été réduites
dans des proportions comprises entre 2 et 15% selon les épreuves (par
exemple le marathon a été couru en plus de 2h20')."
--
Ronano
Francois M.
"Jean-François Moyen" <jeff...@wNaOnSaPdAoMo.fr> a écrit dans le message
de news:
> (et si g diminue avec l'altitude, ce qui est le cas bien que ce soit
> quasi-négligeable, P décroit encore plus vite...)
Heureusement, sinon il n'y aurait pas de satellites artificiels ;-)
F.
Francois M.
"Ronano" <x...@xxx.fr> a écrit dans le message de news:
mn.45417d5b1...@xxx.fr...
> J'ai recueilli entretemps les derniers records de l'heure cycliste,
> données de 2003 (dernière colonne = lieu du record).
> http://www.uci.ch/data_UCI/track/palmares/records/world_M.htm
>
> 51km15135 FRANCESCO MOSER (ITA) 23.01.1984 MEXICO (MEX), Centre Sp.
> 51km596 GRAEME OBREE (GBR) 17.07.1993 HAMAR (NOR)
> 51km840 FRANCESCO MOSER (ITA) 15.01.1994 MEXICO (MEX)
> 52km270 CHRISTOPHER BOARDMAN (GBR) 23.07.1993 BORDEAUX (FRA)
> 52km719 GRAEME OBREE (GBR) 27.04.1994 BORDEAUX (FRA)
> 53km040 MIGUEL INDURAIN (ESP) 02.09.1994 BORDEAUX (FRA)
> 53km832 TONY ROMINGER (SUI) 22.10.1994 BORDEAUX (FRA)
> 55km291 TONY ROMINGER (SUI) 05.11.1994 BORDEAUX (FRA)
> 56km375 CHRISTOPHER BOARDMAN (GBR) 06.09.1996 MANCHESTER (GBR)
> CHRISTOPHER BOARDMAN (GBR) 27.10.2000 MANCHESTER (GBR)
Oui, mais les techniques de dopage ont fait aussi des progrés.
Si l'argument PA (donc ppO2) était aussi déterminant, les records devraient
se faire à Amsterdam
F.