Bonsoir,
J'aimerai savoir comment les astronautes redescendent sur Terre aprés leur mission dans une navette spatiale puisqu'ils ne peuvent sauter en parachute à cause l'impesanteur à une telle altitude.
Ma deuxiéme question est la suivante : quelle est la vitesse maximale que peut atteindre une masse en chute libre de l'espace ? Est elle régie par l'énergie potentielle et mécanique ?! Est ce Ec=Ep qui équivaut à v=sqrt(2*g*h) ?! Si oui pourquoi Ec=Ep pour calculer cette vitesse limite ?!
Merci d'avance pour vos réponses,
Arnaud
Questions sur les astronautes !
12 messages
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par Skullkid » 15 Oct 2012, 22:42
Bonsoir, les astronautes reviennent dans un véhicule prévu pour ça, avec un système de propulsion.
Pour ta deuxième question, il n'y a théoriquement pas de vitesse limite (enfin, à part celle de la lumière). La vitesse sqrt(2gR), ou plus "universellement" sqrt(2GM/R), correspond à la vitesse finale d'une petite masse (très petite devant M) qui s'écrase à la surface d'une boule (disons une planète) de rayon R et de masse M après être partie de l'infini (d'une distance très grande devant R). Mais si la masse a une vitesse initiale non nulle dirigée vers la planète, elle aura une vitesse finale supérieure à sqrt(2GM/R).
La vitesse sqrt(2GM/R) est couramment appelée "vitesse de libération" (de la planète de masse M et de rayon R) car c'est la vitesse minimale que doit avoir un corps partant de la surface de la planète pour pouvoir s'échapper de son attraction. Pour l'obtenir, il suffit d'utiliser la conservation de l'énergie : tu supposes que l'énergie mécanique du corps est nulle (puisqu'il part/arrive de l'infini avec une vitesse nulle) donc à tout instant Ep = -Ec. Or on connaît l'énergie potentielle du corps quand il est à la surface de la planète, d'où la vitesse associée.
Pour ta deuxième question, il n'y a théoriquement pas de vitesse limite (enfin, à part celle de la lumière). La vitesse sqrt(2gR), ou plus "universellement" sqrt(2GM/R), correspond à la vitesse finale d'une petite masse (très petite devant M) qui s'écrase à la surface d'une boule (disons une planète) de rayon R et de masse M après être partie de l'infini (d'une distance très grande devant R). Mais si la masse a une vitesse initiale non nulle dirigée vers la planète, elle aura une vitesse finale supérieure à sqrt(2GM/R).
La vitesse sqrt(2GM/R) est couramment appelée "vitesse de libération" (de la planète de masse M et de rayon R) car c'est la vitesse minimale que doit avoir un corps partant de la surface de la planète pour pouvoir s'échapper de son attraction. Pour l'obtenir, il suffit d'utiliser la conservation de l'énergie : tu supposes que l'énergie mécanique du corps est nulle (puisqu'il part/arrive de l'infini avec une vitesse nulle) donc à tout instant Ep = -Ec. Or on connaît l'énergie potentielle du corps quand il est à la surface de la planète, d'où la vitesse associée.
par arnaud75 » 15 Oct 2012, 23:03
Merci pour ces réponses claires et précises !
Mais alors pourquoi un homme ne peut il pas atteindre la vitesse de la lumiére en chute libre (cas trés exagéré) ?! quel est le facteur limitant empêchant de l'atteindre ? L'autrichien a bien franchi le mur de son donc pourquoi pas ne pas atteindre la vitesse de la lumiére en sautant de plus haut ?
Merci d'avance !
Mais alors pourquoi un homme ne peut il pas atteindre la vitesse de la lumiére en chute libre (cas trés exagéré) ?! quel est le facteur limitant empêchant de l'atteindre ? L'autrichien a bien franchi le mur de son donc pourquoi pas ne pas atteindre la vitesse de la lumiére en sautant de plus haut ?
Merci d'avance !
par Skullkid » 15 Oct 2012, 23:42
Déjà parce qu'un homme aurait peu de chances de survivre en allant à aussi grande vitesse... Ensuite, on aura beau sauter de très haut, on ne pourra pas acquérir une énergie supérieure à celle qui est disponible dans le champ de gravitation.
En considérant le même problème que ci-dessus, si on part de l'infini (très très très en altitude) avec une vitesse initiale v0 dirigée vers un objet sphérique de masse M et de rayon R, la vitesse finale, celle qu'on aura au moment de s'écraser, vaut sqrt(v0² + 2GM/R). Donc pour obtenir une vitesse finale très grande on peut :
- Augmenter la vitesse initiale
- Augmenter la masse volumique de la "planète" (augmenter sa masse et/ou réduire son rayon)
En théorie (et en faisant fi des corrections relativistes) si on arrive à jouer sur ces deux paramètres comme on veut, on peut obtenir une vitesse finale aussi grande qu'on veut. Maintenant on peut faire des applications numériques, en prenant M la masse de la Terre et R son rayon, pour avoir une vitesse finale égale à 1% de celle de la lumière, il faudrait une vitesse initiale d'environ... 0,99999% de celle de la lumière. Autrement dit on ne gagne presque rien pendant la chute elle-même.
En revanche si la masse de la Terre était concentrée dans une boule d'une dizaine de millimètres de rayon, là il y aurait de quoi fournir de bonnes accélérations. Mais un corps massif ne pourra de toute façon jamais atteindre la vitesse de la lumière, c'est un luxe réservé aux particules de masse nulle.
En considérant le même problème que ci-dessus, si on part de l'infini (très très très en altitude) avec une vitesse initiale v0 dirigée vers un objet sphérique de masse M et de rayon R, la vitesse finale, celle qu'on aura au moment de s'écraser, vaut sqrt(v0² + 2GM/R). Donc pour obtenir une vitesse finale très grande on peut :
- Augmenter la vitesse initiale
- Augmenter la masse volumique de la "planète" (augmenter sa masse et/ou réduire son rayon)
En théorie (et en faisant fi des corrections relativistes) si on arrive à jouer sur ces deux paramètres comme on veut, on peut obtenir une vitesse finale aussi grande qu'on veut. Maintenant on peut faire des applications numériques, en prenant M la masse de la Terre et R son rayon, pour avoir une vitesse finale égale à 1% de celle de la lumière, il faudrait une vitesse initiale d'environ... 0,99999% de celle de la lumière. Autrement dit on ne gagne presque rien pendant la chute elle-même.
En revanche si la masse de la Terre était concentrée dans une boule d'une dizaine de millimètres de rayon, là il y aurait de quoi fournir de bonnes accélérations. Mais un corps massif ne pourra de toute façon jamais atteindre la vitesse de la lumière, c'est un luxe réservé aux particules de masse nulle.
par LeJeu » 16 Oct 2012, 08:34
Skullkid a écrit:
En revanche si la masse de la Terre était concentrée dans une boule d'une dizaine de millimètres de rayon, là il y aurait de quoi fournir de bonnes accélérations.
J'arrive pas à voir , ce n'est pas seulement les masses des 2 objets et leur distance qui interviennent ?
par Mathusalem » 16 Oct 2012, 09:20
LeJeu a écrit:J'arrive pas à voir , ce n'est pas seulement les masses des 2 objets et leur distance qui interviennent ?
Regarde ce que peut valoir la distance
La masse de la terre étant ce qu'elle est, ça accélère à mort pour r petit. Dans le cadre de tous les jours, r est borné par le bas à 6380 km (rayon de la terre).
Après j'ai vaguement fait de la relativité générale, je sais pas dans quelle limite la valaditié de la force gravitationnelle est violée. Mais l'idée est là.
par arnaud75 » 16 Oct 2012, 19:42
Skullkid a écrit:Déjà parce qu'un homme aurait peu de chances de survivre en allant à aussi grande vitesse... Ensuite, on aura beau sauter de très haut, on ne pourra pas acquérir une énergie supérieure à celle qui est disponible dans le champ de gravitation.
En considérant le même problème que ci-dessus, si on part de l'infini (très très très en altitude) avec une vitesse initiale v0 dirigée vers un objet sphérique de masse M et de rayon R, la vitesse finale, celle qu'on aura au moment de s'écraser, vaut sqrt(v0² + 2GM/R). Donc pour obtenir une vitesse finale très grande on peut :
- Augmenter la vitesse initiale
- Augmenter la masse volumique de la "planète" (augmenter sa masse et/ou réduire son rayon)
En théorie (et en faisant fi des corrections relativistes) si on arrive à jouer sur ces deux paramètres comme on veut, on peut obtenir une vitesse finale aussi grande qu'on veut. Maintenant on peut faire des applications numériques, en prenant M la masse de la Terre et R son rayon, pour avoir une vitesse finale égale à 1% de celle de la lumière, il faudrait une vitesse initiale d'environ... 0,99999% de celle de la lumière. Autrement dit on ne gagne presque rien pendant la chute elle-même.
En revanche si la masse de la Terre était concentrée dans une boule d'une dizaine de millimètres de rayon, là il y aurait de quoi fournir de bonnes accélérations. Mais un corps massif ne pourra de toute façon jamais atteindre la vitesse de la lumière, c'est un luxe réservé aux particules de masse nulle.
Ok ! Merci ! Je comprends mieux !
par Black Jack » 17 Oct 2012, 10:53
Pour faire revenir une navette sur Terre, il suffit (c'est vite dit) de freiner très légèrement pour la faire décrocher de son orbite et redescendre sur Terre.
La technique utilisée est la suivante :
- On fait (petits coups de moteurs auxiliaires en latéral) faire un "tête à queue" à la navette. Ceci pour mettre l'arrière de la navette dans une position telle qu'un coup de moteur arrière freine la navette.
- Le coup de moteur (vers l'arrière) ralentit la navette sur sa trajectoire et la navette décroche de sa trajectoire et redescend vers la Terre (avec un certain angle) ... et puis les moteurs sont arrêtés (pas assez de carburant ni de puissance pour redescendre jusque sur Terre au moteur).
L'opération est délicate car si l'angle de descente pris par la navette est trop grand, la vitesse de descente sera trop grande et la navette brûlera à la rentrée dans l'atmosphère et si l'angle est trop petit, la navette rebondira sur l'atmosphère lors de sa "tentative de rentrée" et le vaisseau repartira dans l'espace, en s'éloigant de la Terre sans pouvoir y revenir.
:zen:
La technique utilisée est la suivante :
- On fait (petits coups de moteurs auxiliaires en latéral) faire un "tête à queue" à la navette. Ceci pour mettre l'arrière de la navette dans une position telle qu'un coup de moteur arrière freine la navette.
- Le coup de moteur (vers l'arrière) ralentit la navette sur sa trajectoire et la navette décroche de sa trajectoire et redescend vers la Terre (avec un certain angle) ... et puis les moteurs sont arrêtés (pas assez de carburant ni de puissance pour redescendre jusque sur Terre au moteur).
L'opération est délicate car si l'angle de descente pris par la navette est trop grand, la vitesse de descente sera trop grande et la navette brûlera à la rentrée dans l'atmosphère et si l'angle est trop petit, la navette rebondira sur l'atmosphère lors de sa "tentative de rentrée" et le vaisseau repartira dans l'espace, en s'éloigant de la Terre sans pouvoir y revenir.
:zen:
par Mathusalem » 17 Oct 2012, 16:14
Black Jack a écrit:
L'opération est délicate car si l'angle de descente pris par la navette est trop grand, la vitesse de descente sera trop grande et la navette brûlera à la rentrée dans l'atmosphère et si l'angle est trop petit, la navette rebondira sur l'atmosphère lors de sa "tentative de rentrée" et le vaisseau repartira dans l'espace, en s'éloigant de la Terre sans pouvoir y revenir.
:zen:
Hah, je savais pas. C'est trop fort
par arnaud75 » 17 Oct 2012, 17:11
Black Jack a écrit:Pour faire revenir une navette sur Terre, il suffit (c'est vite dit) de freiner très légèrement pour la faire décrocher de son orbite et redescendre sur Terre.
La technique utilisée est la suivante :
- On fait (petits coups de moteurs auxiliaires en latéral) faire un "tête à queue" à la navette. Ceci pour mettre l'arrière de la navette dans une position telle qu'un coup de moteur arrière freine la navette.
- Le coup de moteur (vers l'arrière) ralentit la navette sur sa trajectoire et la navette décroche de sa trajectoire et redescend vers la Terre (avec un certain angle) ... et puis les moteurs sont arrêtés (pas assez de carburant ni de puissance pour redescendre jusque sur Terre au moteur).
L'opération est délicate car si l'angle de descente pris par la navette est trop grand, la vitesse de descente sera trop grande et la navette brûlera à la rentrée dans l'atmosphère et si l'angle est trop petit, la navette rebondira sur l'atmosphère lors de sa "tentative de rentrée" et le vaisseau repartira dans l'espace, en s'éloigant de la Terre sans pouvoir y revenir.
:zen:
Je ne savais pas que c'était aussi compliqué pour revenir sur Terre ! C'est trés interessant ! Merci
astronautes
par juliendu26 » 30 Sep 2013, 11:50
dites moi comment on peut contacter des astronautes ?
par Dlzlogic » 30 Sep 2013, 13:01
S'il n'ont pas oublié de lisser l'adresse pour faire suivre leur courrier, c'est facile, sinon, je sais pas, le mieux est tout simplement d'attendre qu'ils reviennent.
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