Mouvements de la Terre

 

      Force centrifuge

 

  Un ou deux corps tournent, liés par un fil, autour dun centre, avec un mouvement circulaire uniforme. Dans les cas de deux corps la rotation est autour du centre d'inertie.

  Si on coupe le fil, ils continuent avec un mouvement rectiligne uniforme le long de la tangente en s'éloignant du centre de rotation.

  La force centrifuge est une force d'inertie.

 

  Dans la barre des outils on peut changer le nombre des corps.

  Le bouton  permet de maintenir visible la trajectoire.

  Les boutons   et   permettent le choix entre le sens de rotation des aiguilles d'une montre ou le sens contraire.

  Le départ est donné avec le bouton .

  Pour couper le fil cliquer sur le bouton .

  En cliquant sur le bouton on peut commencer une nouvelle simulation avec de nouvelles conditions initiales.

 

 

 

 

 

      Force de Coriolis

 

  Trois boules se déplacent en partant du même point ou en convergeant vers le même, in direction radiale avec des angles de 120° et en laissant des traces à intervalles réguliers de temps.

  Les trajectoires des trois billes sont différentes selon le référentiel. Par rapport au référentiel fixe, elles coïncident avec les rayons, tandis que par rapport au référentiel qui tourne, elles ont une course curviligne. Ce phénomène est analogue à celui que lon observe dans ce qui bouge sur la Terre sans frottement comme les vents./h3>

  La force de Coriolis est une force d'inertie.

 

  Les boutons    et   permettent le choix entre le sens de rotation des aiguilles d'une montre ou le sens contraire.

  Avec les boutons   et   on peut choisir le sens du mouvement des boules: du centre vers la périphérie (pôle - équateur) ou de la périphérie au centre (équateur - pôle).

  On peut avoir une vue d'en haut ou une vue axonométrique avec le bouton .

  Pour le choix du référentiel on utilise les boutons  et .

  Le départ est donné avec le bouton .

 

 

 

 

 

      Pendule de Foucault

 

  Le plan d'oscillation dun pendule reste constant. Cela n'est plus vrai si le référentiel se déplace avec un mouvement accéléré. La Terre tourne autour delle-même et pourtant le plan d'oscillation d'un pendule, sil n'est pas à l'équateur, tourne en sens inverse.

  Dans la simulation on a un pendule qui oscille sur une plate-forme tournante. Les points de vue sont ceux d'un observateur solidaire avec la plate-forme qui voit tourner le plan d'oscillation du pendule et celui d'un observateur solidaire avec un référentiel fixe qui voie tourner la plate-forme, pendant que le plan d'oscillation reste fixe.

 

  Pour le choix du référentiel fixe ou qui tourne on utilise les boutons  et .

 

 

 

 

 

      Eloignement de la verticale

 

  Un phénomène dû à la rotation de la Terre est celui pour lequel les corps en chute libre s'éloignent de la verticale.

  Cela est dû au fait que la vitesse tangentielle du corps causée par la rotation terrestre à une certaine hauteur est plus grande qu'au niveau du sol. Pourtant si on laisse tomber le corps il maintient une plus grande vitesse horizontale par rapport à un corps qui se trouve au niveau du sol et donc il fait un parcours plus grand vers l'est.

 

  La hauteur à laquelle se trouve le corps est choisie sur la barre des outils.

  Le bouton permet de maintenir visible la trajectoire.

  Le départ est donné avec le bouton .

  En cliquant sur le bouton on peut commencer une nouvelle simulation avec de nouvelles caractéristiques.

 

 

 

 

 

      Variation du poids avec la latitude

 

  Le poids d'un corps change avec la latitude. Cela est dû à deux causes concomitantes:

  • Les pôles de la Terre sont aplatis. Comme la force d'attraction entre deux corps est inversement proportionnelle au carré de la distance entre leurs centres, pour cela, aux pôles, un corps est attiré avec une plus grande intensité qu'à l'équateur.
  • La force centrifuge due à la rotation de la Terre, cest à dire au fait que la Terre se déplace avec un mouvement accéléré. Cette force est directement proportionnelle à la distance de l'axe de rotation, pour cela elle est au maximum à l'équateur et nulle aux pôles. Elle est en plus opposée à la force d'attraction

  L'écran montre une ellipse qui représente la Terre. Quelques ellipses concentriques sont utilisées comme échelles pour voir la variation de la longueur des vecteurs. Une circonférence sert pour mettre en évidence l'aplatissement des pôles.

  Dans la simulation on représente des vecteurs avec des échelles arbitraires: la force d'attraction, la force centrifuge, le poids comme résultante des deux et les composantes normale et tangentielle à la surface terrestre de la force centrifuge.

 

  Le bouton   montre  force d'attraction.

  Le bouton  montre la force centrifuge.

  Le bouton  montre le poids et il agit si la force d'attraction et la force centrifuge sont visibles.

  Le bouton  montre les composantes de la force centrifuge quand elle est visible.

  Pour varier la latitude utiliser le bouton .  On peut obtenir la variation avec la touche .

 

 

 

 

 

      Cyclone et anticyclone

 

  La simulation montre la formation d'un cyclone et d'un anticyclone sur la surface terrestre du à la divergence et à la convergence à grande altitude.

 

  Sur la barre des outils on peut choisir entre le point de vue.

  En cliquant sur le bouton on peut commencer une nouvelle simulation.

 

 

 

 

 

   Forces d'inertie

 

Si le référentiel nest pas galiléen on obtient les forces d'inertie.

 

 

 

 

 

   Centre d'inertie

 

  On considère un système de corps de masse disposés le long d'une droite à différentes distances d'un point O. Le centre d'inertie est donné par:

  Le centre d'inertie est le point où la masse de corps prise comme un système unique est considérée comme concentrée. Pour les corps soumis au poids il coïncide avec le centre de gravité.

 

 

 

 

 

  Trajectorie

 

  The trajectory is the line followed by a moving body.

 

 

 

 

 

    Axonométrie

 

  Représentation graphique de figures spatiales avec une projection parallèle à une direction donnée.

 

 

 

 

 

    Référentiel galiléen

 

  Un référentiel immobile ou qui se déplace avec un mouvement rectiligne uniforme est dit galiléen. La Terre n'est pas un référentiel galiléen.

 

 

 

 

 

    Composantes cartésiennes d'un vecteur.

 

  Les composantes tangentielle et normale à une courbe ou à une surface sont obtenues en décomposant le vecteur le long de la direction tangente et de la direction normale à la courbe ou surface.

 

 

 

 

 

    Vecteur

 

  Le vecteur est une grandeur caractérisée par la direction, le sens et la grandeur.

  Il est représenté par une flèche orientée où:

  • la direction est donnée par la droite à laquelle la flèche appartient et par ses parallèles,
  • le sens positif est donné par la pointe de la flèche,
  • la grandeur est donnée par la longueur de la flèche après qu'une échelle a été introduite.

 

 

 

 

 

    Résultante

 

  La résultante ou somme de deux vecteurs liés au même point est obtenue avec la règle du parallélogramme.

 

 

 

 

 

    Force

 

  La force est la cause qui fait changer l'état dimmobilité ou de mouvement rectiligne uniforme d'un corps libre (effets dynamiques) ou qui produit des déformations sur les corps liés (effets statiques).

  Le poids est la force avec laquelle les corps sont attirés par la terre. Il est la résultante de la force d'attraction et de la force centrifuge.

  La force est une grandeur vectorielle: l'unité de mesure est le Newton [kg m/sec²].

 

 

 

 

 

    Force d'attracion

 

  La force d'attraction est la force avec laquelle deux masses M et m interagissent. Elle est directement proportionnelle aux masses, et inversement proportionnelle au carréde la distance entre leurs centres.

.

  où G est la constante de gravitation universelle.

 

 

 

 

 

    Vitesse tangentielle

 

  La vitesse tangentielle est la vitesse d'un corps qui parcourt une trajectoire curviligne (p.e. mouvement circulaire).

 

 

 

 

 

    Mouvement circulaire uniforme

 

  Un corps se déplace avec un mouvement circulaire uniforme quand il parcourt une trajectoire circulaire et sa vitesse est constante comme intensité tandis quelle change de direction et pour cela on a une accélération centripète

 

 

 

 

 

    Mouvement rectiligne uniforme

 

  Un corps se déplace avec un mouvement rectiligne uniforme quand il parcourt une trajectoire rectiligne avec une vitesse constante.

 

 

 

 

 

    Proportionalité

 

  • Entre deux grandeurs a et b il existe une proportionnalité directe quand leur rapport a/b = k est constant.
  • Entre deux grandeurs a et b il existe une proportionnalité inverse quand leur produit a * b = k est constant.
  • Entre deux grandeurs a et b il existe une proportionnalité directe au carré quand le rapport entre l'une et le carré de l'autre a/b² = k est constant.
  • Entre deux grandeurs a et b il existe une proportionnalité inverse au carré quand le produit de l'une avec le carré de l'autre a * b² = k est constant.