L'Effet Coriolis

[Damien49]

Bonjour,

Je suis en train actuellement d'écrire un dossier pédagogique sur la Force de Coriolis pour mon site. Le dossier est presque fini et je voulais aller plus loin en expliquant quelques autres forces moins connus en rapport à Coriolis (dont l'effet eötvös par exemple).

Mais on ne peut pas dire qu'il y ait beaucoup d'explications en français (en fait même, y'en a pas j'ai l'impression). Bref je suis parfaitement capable d'expliquer "the poleward force" qui en raison de l'aspect sphéroïde de la Terre (aplati aux pôles) est une force résultante qui attire vers les pôles les corps en flottabilité grâce à la différence entre la force de gravitation et la force normale.

Par contre trouver une traduction française de "The poleward force", plus difficile malgré mes nombreuses recherches : "la force vers les pôles" ça ne me convient pas. Peut-être qu'il faut mettre le nom de la personne qui l'a trouvé, mais j'ai pas trouvé qui c'est. Ou alors je peux dire, la "force centripète des pôles", je ne sais pas.

Enfin bref, elle doit bien avoir un nom déclaré officiel en français cette force. Merci. /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[hugo_frais]

Je ne connais pas cette force donc sans en comprendre le sens et en traduction littérale ça pourrait donner "force d'attraction polaire"

[Damien49]

C'est très bien comme traduction, ça m'aurait bien plut de mettre ça, mais le problème c'est que la "force d'attraction polaire" existe déjà et pour tout autre chose, pour des dipôles électriques intermoléculaires (molécules polaires).

"Force d'attraction des Pôles" c'est pareil ça existe, mais ça fait référence aux pôles magnétiques. Donc pas ça non plus.

[Damien49]

A force de recherche, j'ai fini par trouver ma réponse : http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

Cette force n'a pas de nom à proprement parlé, en français on dit "simplement" : composante horizontale de l'attraction Newtonienne dirigé vers les pôles (ouch).

J'ai posé la question sur FuturaSciences dans la rubrique Physique, des mecs super calés m'ont d'abord dit que c'était des sottises et que ça existait pas. Ensuite j'ai trouvé le lien pdf. A priori donc c'est vraiment pas un truc connu du tout /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> Me demande même si ça vaut le coup d'en parler, mais cette force bien que très faible est très intéressante pour faire une simulation de la force de Coriolis en enlevant totalement les forces de pression. En effet il faut savoir que de toute façon un corps attiré vers le pôle par cette force n'atteindra jamais le pôle à cause de Coriolis et que les forces de pression bien plus forte de toute façon la rende totalement négligeable.

[cumulus62]

je suis pas sur d'avoir tout compris, cette force aurait tendance à attirer vers les pôles? Peux tu expliquer de quoi il s'agit stp? après si c'est vraiment un truc trop complexe laisse tomber c'est pas grave /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20"> .

Le principe du pendule me fait penser de très loin à l'effet gyroscopique qui alors que la terre tourne conserverait le mouvement.

[Damien49]

je suis pas sur d'avoir tout compris, cette force aurait tendance à attirer vers les pôles? Peux tu expliquer de quoi il s'agit stp? après si c'est vraiment un truc trop complexe laisse tomber c'est pas grave /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20"> .

Le principe du pendule me fait penser de très loin à l'effet gyroscopique qui alors que la terre tourne conserverait le mouvement.

Faudra lire mon dossier sur Coriolis pour ça : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

L'essentiel est là mais j'ai encore quelques corrections-relectures à faire et il manque surtout des schémas.

[Gombervaux]

Faudra lire mon dossier sur Coriolis pour ça : http://www.meteobell..._c.php#coriolis /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

L'essentiel est là mais j'ai encore quelques corrections-relectures à faire et il manque surtout des schémas.

Il est vachement bien ton article.

J'ai juste relevé ça pour travailler ta relecture:

Coriolis : La Légénde du Lavabo et de la Tornade... Il faut savoir que les fabriquants de lavabo, pour des raisons humoristiques ou marketing ont plus que favoriser:

favorisé

[ribi]

On lit sur l'article : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

La pesanteur et la réaction à la pesanteur ne s'annulent pas, il y a un petit angle entre eux, qui fournit la force centripète nécessaire.

Je suis très gêné par cette affirmation (et par tout le paragraphe). Soit je ne comprends pas, soit ce n'est pas rigoureux. Dans le cas où on suspend un objet à l'équilibre, la pesanteur et la réaction à la pesanteur se compensent exactement.La gravité a une composante Nh vers le nord, mais cette composante est compensée exactement par la composante horizontale de la force centrifuge autour de l'axe des pôles.

De même un objet qui flotte sur un fluide immobile ne sera pas dévié vers le pôle.

Le lien http://www.meteobell.com/Glossaire/C/coriolis.html amène à une simulation qui tient compte de la force de Coriolis, et de rien d'autre apparemment. Je suis très surpris que le paramètre "initial angular velocity" ne peut pas dépasser 100 %. Parce qu'il partirait vers le sud ?

Il me semble particulièrement inutile de faire intervenir la composante Nh dans le traitement du pendule de Foucault. En effet, pour le pendule de Foucault, l'amplitude des oscillations est suffisamment faible pour que la force centrifuge autour de l'axe des pôles ne soit pas modifiée notablement par rapport au cas statique.

Rappelons le traitement habituel des mouvements en référentiels non galiléens :

il suffit d'ajouter deux "pseudo-forces" dont l'existence est liée au "mauvais" choix du référentiel.

* la force de Coriolis.

* la force d'entraînement (c'est la force centrifuge autour de l'axe des pôles dans le cas de la Terre).

En statique, la force de Coriolis est nulle, mais pas la force d'entraînement. Un fil à plomb suspendu est donc soumis au poids, égal en fait à la somme de la force de gravité et de la force d'entraînement.

Pour le pendule de Foucault, la variation de la force d'entraînement est négligeable par rapport au cas statique. Donc on peut considérer que la masse suspendue n'est soumise qu'au poids (vertical, et perpendiculaire à la surface du géoïde) et à la force de Coriolis. http://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_de_Foucault

On trouve la période de rotation du plan des oscillations sans aucune autre hypothèse.

Donc soit j'ai raté quelque chose, soit la poleward force n'est qu'une façon inutilement compliquée de voir les problèmes à la surface de la Terre.

[Damien49]

On lit sur l'article : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

Je suis très gêné par cette affirmation (et par tout le paragraphe). Soit je ne comprends pas, soit ce n'est pas rigoureux. Dans le cas où on suspend un objet à l'équilibre, la pesanteur et la réaction à la pesanteur se compensent exactement.

La gravité a une composante Nh vers le nord, mais cette composante est compensée exactement par la composante horizontale de la force centrifuge autour de l'axe des pôles.

De même un objet qui flotte sur un fluide immobile ne sera pas dévié vers le pôle.

Le lien http://www.meteobell.com/Glossaire/C/coriolis.html amène à une simulation qui tient compte de la force de Coriolis, et de rien d'autre apparemment. Je suis très surpris que le paramètre "initial angular velocity" ne peut pas dépasser 100 %. Parce qu'il partirait vers le sud ?

Il me semble particulièrement inutile de faire intervenir la composante Nh dans le traitement du pendule de Foucault. En effet, pour le pendule de Foucault, l'amplitude des oscillations est suffisamment faible pour que la force centrifuge autour de l'axe des pôles ne soit pas modifiée notablement par rapport au cas statique.

Rappelons le traitement habituel des mouvements en référentiels non galiléens :

il suffit d'ajouter deux "pseudo-forces" dont l'existence est liée au "mauvais" choix du référentiel.

* la force de Coriolis.

* la force d'entraînement (c'est la force centrifuge autour de l'axe des pôles dans le cas de la Terre).

En statique, la force de Coriolis est nulle, mais pas la force d'entraînement. Un fil à plomb suspendu est donc soumis au poids, égal en fait à la somme de la force de gravité et de la force d'entraînement.

Pour le pendule de Foucault, la variation de la force d'entraînement est négligeable par rapport au cas statique. Donc on peut considérer que la masse suspendue n'est soumise qu'au poids (vertical, et perpendiculaire à la surface du géoïde) et à la force de Coriolis. http://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_de_Foucault

On trouve la période de rotation du plan des oscillations sans aucune autre hypothèse.

Donc soit j'ai raté quelque chose, soit la poleward force n'est qu'une façon inutilement compliquée de voir les problèmes à la surface de la Terre.

As-tu lu cet article ribi ?

http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

Il m'a personnellement bien aidé. Je suis ouvert à toutes autres formes de rédaction sur ce paragraphe car c'est difficile à expliquer. je peux avoir compris le principe tout en ayant des difficultés à le retransmettre à l'écrit de manière pédagogique, d'autant que je me force à n'écrire aucune équation dans mes articles. Et je ne suis pas à l'abri d'écrire des erreurs, et pourtant j'y passe beaucoup de temps.

Sur futura sciences par exemple on m'a proposé de l'écrire ainsi :

Prenons un objet posé à la surface de la Terre, immobile par rapport à celle-ci. Soit a son accélération (un vecteur) relativement à un référentiel galiléen.

L'objet est soumis à deux forces, une poussée du sol R, orientée selon la verticale (par définition de la verticale) et vers le haut, et l'attraction gravitationnelle F, qui n'est pas la pesanteur, orientée vers le centre de la Terre.

On a ma=F+R, donc F=-R+ma.

On peut décomposer ma selon la verticale et l'horizontale, soit

ma = fv+fh

et écrire

F=-R+fv+fh

et ensuite s'amuser à appeler le terme fh une "force vers le pôle" (alors que c'est juste une projection de ma).

On peut ensuite faire toutes les démos qu'on veut à partir de cette expression, elles seront "justes", puisque c'est une simple réécriture du principe fondamental de la dynamique.

Ici tu trouveras les calculs pour la simulation java (en anglais) : http://www.cleonis.nl/physics/ejs/inertial_oscillation_sim_ext.php

Comme dit sur FS, je ne prétend pas vouloir révolutionner la physique, mais j'ai trouvé des sources suffisamment sérieuses, qui me donnent à penser que c'est intéressant d'en parler, d'autant qu'il semble que je sois le premier à le démocratiser en français, alors évidemment ça me donne encore plus d'intérêt d'en parler. Je ne demande qu'une chose, qu'on me démontre mathématiquement que c'est faux ou qu'on m'aide à le rédiger le mieux possible, car je ne veux surtout pas écrire des c*******s sans sens. Maintenant les seules réponses négatives que j'ai eu, c'est des affirmations péremptoires sans démonstrations (je ne parle pas pour toi ribi). De l'autre coté, j'ai une publication de la smf et de l'ams réputés tous deux pour leurs sérieux. Donc pour l'instant mon choix est fait. Sur les 17 paragraphes de ce dossier sur Coriolis, ce dernier paragraphe sur la "poleward force" est effectivement le plus compliqué à comprendre-expliquer. Il est donc très possible que ce soit mal rédigé sur mon site et je suis ouvert à toutes reformulations.

[ribi]

C'est une erreur de voir la "poleward force" comme un plus dans ton article.

Ce n'est qu'une alternative à la vision la plus classique. Je site ce qu'on te disait sur Futura science :

On peut ensuite faire toutes les démos qu'on veut à partir de cette expression, elles seront "justes", puisque c'est une simple réécriture du principe fondamental de la dynamique.

Pour rappel, la vision la plus classique est de choisir un référentiel lié à la Terre, non galiléen. Comme la force d'entraînement existe en statique comme en dynamique, on remplace tout simplement la somme de la force de gravité et de la force d'entraînement, par le poids, vertical. Les effets non galiléens visibles se résument donc à la seule force de Coriolis.

On peut considérer aussi ce problème dans un référentiel galiléen, dans lequel la Terre est en permanence en train de tourner autour de l'axe des pôles. Dans ce référentiel, pas de force de Coriolis, pas de force d'entraînement. Quand on projette dans le plan horizontal la force gravitationnelle, on trouve alors qu'elle a une composante vers le pôle.

Et alors ? Cela nous fait une belle jambe ! Comme notre système est en train de tourner autour de l'axe des pôles, l'accélération est en gros centripète autour de l'axe des pôles, et il est rassurant qu'il y ait une force qui ramène vers les pôles.Personnellement, je trouve cette deuxième vision des choses peu performante. Je souhaiterais que tu me donnes des conditions précises et claires de cas où on voit une déviation vers le pôle (ce serait la moindre des choses pour une force, qu'elle puisse dévier).

L'exemple que tu donnais ne tient pas : Dans l'article

http://www.cleonis.nl/physics/ejs/inertial_oscillation_sim_ext.php

les calculs sont extrêmement fantaisistes :

Ceci correspond à l'étude du mouvement d'une masse reliée à un ressort (de longueur à vide nulle) posée sur un plan horizontal, étudié en coordonnées polaires dans un référentiel galiléen. L'auteur déclare que :

"A more exhaustive approach would be to use expressions for gravity and the normal force, and let the simulation calculate the resultant force of those two. But that would add a large computational load for very little gain in accuracy. "

Donc on est obligé d'admettre que ce qu'il dit est vrai (ce qui me semble probable, mais sa vision du problème ne me semble pas la plus claire). Il n'y a aucune démonstration.

Plus grave, comme je l'avais pressenti, si l'on envoie le ressort plus vite que la vitesse maximale de la simulation, la masse sera déviée vers le sud (du moins si je me base sur le modèle donné). Donc j'attends un exemple clair pour lequel cette "poleward force" est performante. Cela doit exister...

Passons au pendule de Foucault :

As-tu lu cet article ribi ?

http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

Pour le moment, j'ai ouvert l'article, mais je n'ai pas eu le temps de reprendre les calculs. Il me semble qu'on retrouve tout sans le formalisme de l'article.

Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_de_Foucault

(effectivement, il y a de quoi y passer du temps... )

Comme dit sur FS, je ne prétend pas vouloir révolutionner la physique, mais j'ai trouvé des sources suffisamment sérieuses, qui me donnent à penser que c'est intéressant d'en parler, d'autant qu'il semble que je sois le premier à le démocratiser en français, alors évidemment ça me donne encore plus d'intérêt d'en parler. Je ne demande qu'une chose, qu'on me démontre mathématiquement que c'est faux ou qu'on m'aide à le rédiger le mieux possible, car je ne veux surtout pas écrire des c*******s sans sens.

Ce n'est certainement pas faux au départ, même si ça me semble être une complication peu utile. Il doit y avoir des problèmes sur ce que tu écris dans ta page web. Il y a des choses que je n'arrive pas à comprendre parce que tu ne dis pas dans quel référentiel tu te places. Tu écris dans ton article :

Une parcelle d'air situé un peu au-dessus de l'Equateur sera donc attiré vers le pôle

Quel pôle ? Le sud ou le nord ? Vraiment je n'y comprends rien.Je voudrais bien aussi savoir ce que signifie cette phrase de ton article :

La pesanteur et la réaction à la pesanteur ne s'annulent pas, il y a un petit angle entre eux, qui fournit la force centripète nécessaire.

Reprenons le texte de Futura.

Prenons un objet posé à la surface de la Terre, immobile par rapport à celle-ci. Soit a son accélération (un vecteur) relativement à un référentiel galiléen.

L'objet est soumis à deux forces, une poussée du sol R, orientée selon la verticale (par définition de la verticale) et vers le haut,

Non, ce n'est pas la définition de la verticale. La verticale est donnée par le fil à plomb. La force R est verticale si on suppose le sol horizontal (cela sera vrai si la Terre est un géoïde parfait), et les frottements nuls.

et l'attraction gravitationnelle F, qui n'est pas la pesanteur, orientée vers le centre de la Terre.

On a ma=F+R, donc F=-R+ma.

On peut décomposer ma selon la verticale et l'horizontale, soit

ma = fv+fh

et écrire

F=-R+fv+fh

et ensuite s'amuser à appeler le terme fh une "force vers le pôle" (alors que c'est juste une projection de ma).

C'est bien ça qui me gêne : la "force vers le pôle" est un jeu d'écriture. Ce n'est pas une force qui dévie quoi que ce soit.

On peut ensuite faire toutes les démos qu'on veut à partir de cette expression, elles seront "justes", puisque c'est une simple réécriture du principe fondamental de la dynamique.

OUIPS. : par ailleurs la page

http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

est (sauf la fin) pas mal (pour le peu que j'ai eu le temps de lire).

[Damien49]

A vrai dire je ne comprend pas ce que tu ne comprend pas. Donc difficile de te répondre là dessus.

Maintenant faisons une simple comparaison entre cet article wikipedia donc : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_de_Foucault

Et l'article de la revue météorologie que je t'ai donné : http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

Je crois que la différence est là.

Dans wikipedia ils disent ceci :

Le pendule revisité : quel système de référence ?[modifier]

Le pendule de Foucault pose la question de la nature du repère qui sert de référence. En effet, tout mouvement est relatif. Si la Terre est en rotation, elle l'est par rapport à quelque chose. On ne peut pas parler d'un mouvement sans définir un cadre de référence. Ce cadre est un référentiel galiléen, mais comment ce référentiel est-il défini ? Plaçons le pendule de Foucault au pôle. La Terre tourne par rapport à un repère galiléen selon l'axe terrestre avec la pulsation Ω. Le pendule tourne par rapport à la Terre avec une pulsation qui vaut au pôle − Ω, selon la verticale du lieu qui est également l'axe terrestre. Le pendule oscille donc dans un plan fixe par rapport à un repère galiléen.

Dans une première approximation, le plan du pendule est fixe par rapport au Soleil. Mais, si Foucault avait réussi à construire un pendule capable d'osciller suffisamment longtemps, disons pendant un mois, il se serait aperçu que le plan d'oscillation dérivait également par rapport à la position du Soleil. Notre étoile ne fait donc pas partie du système de référence en question.

Peut-être faut-il alors considérer les étoiles proches du Soleil ? Mais là aussi, si l'expérience pouvait durer suffisamment longtemps, elle montrerait que le plan des oscillations se déplace nettement par rapport aux étoiles après quelques années. Quel objet choisir dans ce cas ? Le centre galactique, la galaxie d'Andromède, le Groupe local, le superamas local ? Chacun de ces objets donnerait l'illusion d'être fixe par rapport au plan des oscillations, mais finirait, après un temps de plus en plus long, par révéler une dérive.

Si l'expérience pouvait être menée suffisamment longtemps en considérant comme référence les objets les plus lointains de l'univers, les galaxies ou quasars situés à des milliards d'années-lumière, on pourrait constater encore une infime dérive du plan d'oscillation[réf. souhaitée].

Finalement, l'ultime recours serait de considérer comme référence le rayonnement de fond de l'univers[réf. souhaitée] . Avec ce système de référence, et si l'expérience de Foucault était réalisable, le plan des oscillations serait enfin fixe et il n'y aurait plus de dérive[réf. nécessaire]. Ce n'est donc qu'en fonction de l'Univers dans son ensemble, que nous pouvons définir un référentiel galiléen par rapport auquel le plan des oscillations est fixe.

Le pendule de Foucault est insensible à la présence du Soleil ou de la Galaxie. Son mouvement lui est directement dicté par l'Univers entier. Ernst Mach s'est posé la question de savoir quelle serait la mécanique dans un Univers vide (voir Principe de Mach). Jusqu'à nouvel ordre, la nature de ce lien reste inconnue.

Voilà c'est sur la nature de cette déviation qu'il y a différence. D'un coté on dit, on ne sait pas. De l'autre on dit, je vais vous expliquer pourquoi.

C'est la même chose pour la simulation JAVA que je t'avais donné. La "force des pôles" montre quoi de plus. Qu'au bout d'une durée suffisamment longue de la simulation, lorsqu'une boucle complète dû à la force Coriolis est effectué à travers tout le tour de la Terre, le corps ne revient jamais à sa position strictement initiale. Une très légère déviation a lieu.

Enfin si j'ai moi-même mal compris tout ça, je suis prêt à changer/réécrire/enlever ce dernier paragraphe de mon site qui n'ajoute de toute façon pas grand chose au tout.

Sinon lu sur le site de MF :

Les composantes de l'accélération de la pesanteur

Comme les autres planètes, la Terre, dans sa géométrie d'ensemble, n'est pas exactement une sphère, mais un "ellipsoïde de révolution" (cf. fig. ) généré par une ellipse — très peu aplatie, certes — qui tourne autour de son "petit axe", l'axe des pôles SN (au contraire des ballons de rugby, où l'ellipse tourne autour de son grand axe). Et comme les autres planètes aussi, la nôtre, par ses dimensions et sa densité , est capable d'exercer une force d'attraction sur tout corps matériel A, de masse m , qui se trouve suffisamment proche du centre O de la Terre pour tomber dans son champ de gravitation : selon la loi fondamentale de la dynamique, la force de gravité G exercée sur A par la Terre a alors pour grandeur le produit de m par l'accélération Γ que tend à imprimer cette force au corps A ; ainsi que l'indique la figure, Γ est dans ce cas orientée de A vers O dans la direction de la droite AO, conformément aux règles de l'attraction universelle, qui précisent également que cette accélération est inversement proportionnelle au carré de la distance OA.

Mais le corps A, repéré dans le voisinage de la Terre par sa latitude, sa longitude et son altitude, est par ailleurs soumis à une force d'inertie : la force centrifuge C due à la rotation du globe autour de l'axe des pôles, rotation qui s'effectue à une vitesse angulaire constante ω. Cette force C , nulle aux pôles et maximale à l'équateur (pour une masse m donnée), a pour grandeur le produit de m par l'accélération qu'elle tend à imprimer à A, laquelle a pour expression ω 2 HA, où H est la projection orthogonale de A sur SN (H et HA sont respectivement le centre et le rayon du parallèle de latitude passant par A).

Bien que cette accélération centrifuge reste faible par rapport à Γ , elle est suffisante pour que la combinaison P des deux forces G et C ait une valeur et une direction généralement distinctes de celles de G : plus précisément, la force P , qui n'est autre que le poids du corps matériel A, a pour grandeur le produit de m par l'accélération g résultant des deux accélérations impliquées ; or, la direction prise par cette accélération résultante — qui définit la verticale de A — ne passe plus exactement par le centre O de la Terre (à l'exception des points du plan équatorial et de l'axe des pôles). De même, la valeur g de cette accélération résultante n'égale plus exactement celle de Γ (à l'exception des points de l'axe des pôles) : c'est ce nombre g , exprimé en m.s - 2 , qui constitue l'accélération de la pesanteur.

Les variations spatiales de l'accélération de la pesanteur

Les variations de g sont principalement la conséquence des variations subies dans l'espace par l'accélération Γ de la force de gravité G et l'accélération ω 2 HA de la force centrifuge C appliquées simultanément au corps A. Horizontalement, ces deux accélérations se compensent (pareil résultat est aussitôt compréhensible pour un corps au repos sur un sol horizontal, le principe d'inertie exigeant une réaction non seulement à la composante verticale de la force de gravité — c'est le sol qui l'exerce — , mais aussi à sa composante horizontale — c'est la force centrifuge qui l'engendre). Mais qu'en est-il verticalement ?

Nous avons vu que la valeur de Γ décroissait sensiblement avec OA, et seulement avec OA : la composante verticale de cette grandeur, dirigée vers le nadir, a donc une valeur absolue constante sur un cercle parallèle, décroissante avec l'altitude et à peine croissante de l'équateur aux pôles sur un "quasi-demi-cercle" méridien. Quant à la composante verticale de ω 2 HA, dirigée vers le zénith, sa valeur absolue s'avère constante en longitude, mais croît avec l'altitude et décroît avec la latitude. (Dans ces projections suivant la verticale, on tient compte de la faiblesse de l'angle entre OA et la verticale en A.) Le nombre g s'obtient alors comme la somme algébrique des valeurs précédentes sur une verticale orientée vers le bas : on constate ainsi qu'il est effectivement très peu variable avec la longitude (pour une altitude et une latitude données), mais décroissant avec l'altitude (à latitude donnée) et croissant avec la latitude (à altitude donnée). En outre, la valeur de g varie sensiblement en fonction des inégalités de répartition des masses constituant l'écorce terrestre.

Avec ce schéma :

[ribi]

Je pense que ta réponse ne tient pas. En sciences, le juge de paix est le raisonnement, et il ne suffit pas d'accumuler des articles et leur faire dire ce qu'ils ne disent pas pour être convaincant.

Quel référentiel choisis-tu pour tes descriptions ?

Tu écris dans ton article :

La pesanteur et la réaction à la pesanteur ne s'annulent pas, il y a un petit angle entre eux, qui fournit la force centripète nécessaire.

"qui fournit la force centripète nécessaire" ???? Cette force, peux-tu donner un exemple précis de sa manifestation en tant que force, c'est à dire une déviation tangible vers le pôle qui ne change pas de sens quand on change les conditions initiales ?

Une parcelle d'air situé un peu au-dessus de l'Equateur sera donc attiré vers le pôle

On nage en plein délire. Comment la gravité peut-elle faire quitter le plan équatorial à une parcelle d'air ?

[Damien49]

Peu importe ce que j'ai écrit, à priori c'est mal écrit je le reconnais (3eme fois que je le dis) et je vais le réécrire. Au départ ça me semblait simple, mais preuve que ma compréhension de cette variation d'oscillation inertielle était trop simple. Au vu de tes objections et celles que j'ai eu sur FS, il semble que cela soit beaucoup plus compliqué que je ne l'espérais.

Maintenant ribi ce n'est pas moi qui l'ait inventé cette histoire, ce n'est pas à moi de le prouver, alors pour la 3eme fois dis moi ce que toi tu comprend de ça : http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

On est dans un sujet de question-réponse, alors vu que les objections viennent de ta part, apprend-moi ce que je dois comprendre de ce lien pdf. Je ne suis pas pétrie de pensée toute faite et suis tout à fait d'accord d'être recorrigé. Je signale d'ailleurs que comme dit précédemment, même si c'est publié sur mon site (depuis très peu), c'est encore un brouillon. Et de toute façon c'est qu'un site, pas l'attention de faire une thèse sur le sujet. Je peux très bien décider de l'effacer aussi. Maintenant avant de le faire, j'aimerais comprendre pourquoi toutes mes sources sont des sottises ou où sont mes erreurs de compréhension par rapport à ces sources.

Pour répondre à une de tes questions, je comprend la chose dans un référentiel non-galiléen. Et pour la phrase : "Une parcelle d'air situé un peu au-dessus de l'Equateur sera donc attiré vers le pôle" sous-entendu je suis au nord de l'équateur (au-dessus) et le pôle est le pôle nord. Car sur l'équateur Nh (composante horizontale) est nul. Effectivement la phrase est mal tourné.

PS : quant à ma démarche "peu convaincante", inutile d'aller plus loin qu'une démarche de démocratisation pédagogique. Je n'ai aucun problème à rester bien à ma place d'amateur.

[le-an]

Si je peux me permettre une réflexion d'ordre pédagogique, je dirais que tu entres trop dans des détails pour un public "non initié". Tu fais appel dans tes explications, peut-être sans t'en rendre compte, à des pré-requis que ne possède pas forcément le public que tu veux toucher. Parler de repère inertiel, de référentiel, de force gravitationelle newtonienne, de moment cinétique, de quantité de mouvement angulaire... implique de savoir ce que c'est. Si le public est non averti, il vaudra mieux en rester à des explications plus générales, ou alors il faut développer davantage et plus progressivement. Si le public est averti, à ce moment là il vaudra mieux mettre davantage de formules et de schémas pour soutenir une argumentation qui devient vite lourde à digérer. Parler de composante verticale de la force de Coriolis implique une formulation vectorielle que l'on ne retrouve pas.

Sinon, il existe une video grand public assez bien faite, je trouve, pour faire ressentir ce que sont les forces d'inertie, et comprendre la nécessité du choix du "référentiel" : http://www.cerimes.fr/le-catalogue/forces-dinertie.html

[ribi]

Maintenant ribi ce n'est pas moi qui l'ait inventé cette histoire, ce n'est pas à moi de le prouver, alors pour la 3eme fois dis moi ce que toi tu comprend de ça : http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

[...]

Pour répondre à une de tes questions, je comprend la chose dans un référentiel non-galiléen.

Concernant :http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf

le début est limpide. Attention, l'auteur raisonne en référentiel galiléen. Comme je le mentionnais plus haut (en rouge), la "poleward force" n'a de sens qu'en référentiel galiléen.

"quand on le regarde des étoiles" signifie que l'auteur observe le mouvement du pendule en référentiel galiléen.

L'auteur considère que la force de tension du fil n'est pas de nature à faire tourner le plan des oscillations dans le référentiel galiléen, et si la force gravitationnelle était verticale, elle ne serait pas capable de faire tourner ce plan. (à cette heure-ci, je fais confiance sans vérifier)

La conclusion est alors simple. Si on fait une interprétation en référentiel galiléen, c'est la "poleward force" qui fait tourner le plan des oscillations.

À ceci près que si on fait l'interprétation en référentiel non galiléen terrestre, c'est la force de Coriolis qui fait tourner le plan des oscillations, et que le mouvement du pendule de Foucault est beaucoup plus simple vu depuis la Terre, que vu depuis les étoiles...

(Après ça devient plus compliqué, mais j'ai l'impression qu'on continue sur le même chemin dans l'article)

J'ai une autre satisfaction en lisant ce texte, il me confirme que lorsque le pendule est orienté est-ouest, la déviation est tantôt vers le sud, tantôt vers le nord. Ça serait plus facile de montrer ça avec Coriolis...

Tout cela me conforte dans l'idée que la "poleward force" est une alternative à la présentation habituelle en référentiel non galiléen.

Il ne faut pas se formaliser sur le fait que la nature du mouvement soit expliquée différemment en se basant sur des référentiels différents : par exemple quand on prend un virage dans une voiture, on se sent déporté vers l'extérieur du virage. Dans le référentiel lié à la voiture, c'est la force centrifuge qui déporte, alors que dans le référentiel lié au sol, il n'y a pas de force, on a tendance à continuer tout droit alors que la voiture tourne.

[Damien49]

Bon j'abandonne mon dernier paragraphe. Je n'avais absolument pas compris que c'était une alternative à Coriolis dans un référentiel galiléen. Mais je n'ai absolument rien compris à ton explication car il me semblait bien au contraire avoir compris de l'article que le référentiel galiléen terrestre était lui même relatif. Je résume ainsi ce que j'avais compris : repère non-galiléen (coriolis + poleward) --> repère galiléen (poleward). Ce dernier terme étant lié à un ellipsoïde de rotation, donc la forme sphéroïde de la terre et non pas comme on l'avait longtemps cru lié au fait que le référentiel galiléen était lié au référentiel des étoiles, qui est lié au référentiel de la galaxie et ainsi du suite jusqu'au référentiel de l'univers lui-même. Ca c'était l'explication ancienne comme on le voit dans l'article wikipedia. Maintenant on introduit poleward, ça simplifie tout, au moins pour les déviations observables à l'échelle humaine. Enfin j'avais compris grosso-modo ça. Mais je n'ai même pas envie de chercher à savoir si tu as raison ou pas. Je te crois sur parole.

Bon du coup ça m'ennuie quand même un peu au vu de la simulation java, car je ne sais pas comment expliquer la fameuse flèche verte.

De toute façon tout le reste de mon article est déjà largement suffisant à ingurgiter et suffit amplement à lui-même pour parler de Coriolis. Je voulais juste aller plus loin, mais visiblement trop loin...

implique de savoir ce que c'est.

C'est un peu le principe d'un glossaire, sauf que ça s'écrit pas en 1 jour /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20"> . Quant aux équations, c'est pas le but de Météobell, d'autres le font déjà beaucoup mieux que moi ailleurs. Comme tout le reste du site, je m'inscris dans une démarche d'entre deux. Ni initié, ni grand public. C'est ma marque de fabrique depuis le début et ne la changerais pas, mon but n'étant pas de toucher le plus grand nombre, et encore moins de donner des cours à MF ^^

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Voilà l'article est donc modifié : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

Si vous voulez qu'on continue à en discuter, je met ce que j'ai enlevé du site ici :

Composante Horizontale Centripète d'Attraction Polaire

Nous avons vu que la force centripète sur Terre était la force gravitationelle newtonienne qui dans notre repère habituel non-galiléen est annulé par la force centrifuge. Le problème, c'est que la Terre n'est pas une parfaite sphère. Elle est aplatie aux pôles. On dit que la Terre est un sphéroïde. A tout point autre que situé sur l'Equateur ou les Pôles, il y a donc un décalage entre la force gravitationelle et la réaction à la pesanteur (appellé force normale). La pesanteur et la réaction à la pesanteur ne s'annulent pas, il y a un petit angle entre eux, qui fournit la force centripète nécessaire. Ce décalage créé une force dirigé vers les pôles que l'on appelle la composante horizontale de l'attraction newtonienne ou composante horizontale de la force centripète ("poleward force" en anglais). En raison de la notion de force normale (ou réaction à la pesanteur), il est important de noter que la force d'attraction vers le pôle s'applique si et seulement si l'objet est soutenu en hauteur par rapport à la surface de la Terre. Un volume d'air ou un dirigeable sont bel et bien soumises à la force normale car sont en situation de flotabilité et déplacent une masse d'air pesante au sol. Une parcelle d'air situé un peu au-dessus de l'Equateur sera donc attiré vers le pôle, mais comme nous l'avons vu précédemment, elle ne l'atteindra en fait jamais en raison de la déviation de Coriolis. Cette force permet donc de réaliser de parfaite simulation de la force Coriolis sur Terre en négligeant totalement les forces de pression, comme je vous invite à le voir sur cette Simulation JAVA De Coriolis. Cette force d'attraction polaire est en fait indécelable dans notre quotidien, car elle est très faible par rapport aux forces de pressions. Cependant c'est l’existence de cette composante horizontale qui permet à tout corps (comme l’eau de l’océan ou nous-mêmes), initialement au repos par rapport à la Terre et ne subissant l’influence d’aucune autre force, de ne pas se mettre à accélérer spontanément vers l’équateur, ou qui explique en grande partie les déviations sidérales longtemps inexpliqués du Pendule de Foucault (lire l'article de la Revue Météorologie : http://www.smf.asso.fr/Ressources/Phillips34.pdf">Ce qui fait tourner le Pendule de Foucault par rapport aux étoiles).

[Damien49]

Bon l'auteur de la simulation a fini par me contacter par mail.

Hi Damien,

In this thread there is a link to my website:

/topic/65647-the-poleward-force/'>http://forums.infoclimat.fr/topic/65647-the-poleward-force/

I can read french fairly well. It was interesting to read the discussions on that forum.

I think for that forum discussion the following page can be useful.

http://www.cleonis.nl/physics/phys256/coriolis_in_meteorology.php

Then there is your glossary:

http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

And the page with my Java Applet:

http://www.meteobell.com/Glossaire/C/coriolis.html

Concerning education:

That applet represents the phenomenon of inertial oscillation. Inertial oscillation is a striking example of Coriolis effect, but it is not correct to label that applet as a 'Coriolis effect simulation'.

[ribi]

Je résume ainsi ce que j'avais compris : repère non-galiléen (coriolis + poleward) --> repère galiléen (poleward).

Tu as raison. "poleward" est la composante d'une vraie force, donc elle existe quel que soit le référentiel (galiléen ou non). Cependant dans le référentiel terrestre (non galiléen) elle est compensée par la composante horizontale de la force d'entraînement, si bien que Coriolis seul suffit pour décrire les phénomènes liés à la rotation de la Terre (dans le référentiel non galiléen terrestre).En ce qui concerne la page http://www.cleonis.nl/physics/ejs/inertial_oscillation_simulation.php, qui résulte d'une modélisation caricaturale http://www.cleonis.nl/physics/ejs/inertial_oscillation_sim_ext.php mais dont les résultats semblent en accord avec la réalité, la flèche verte représente bien "poleward".

Les effets de "poleward" sont bien visibles pour un objet solidaire du référentiel galiléen (partie gauche de la simulation) : il suffit de prendre "Initial angular velocity" égale à 0 pour s'en convaincre.

Par contre, les effets de "poleward" sont complétement compensés pour un objet solidaire de notre référentiel terrestre (partie droite de la simulation) : il suffit de prendre "Initial angular velocity" égale à 100% pour s'en convaincre. Par conséquent, un élément de fluide fixe sur la Terre, n'est pas dévié par "poleward".

[Damien49]

Ok je commence à comprendre. Mais on ne peut pas faire comprendre ce que soi-même on comprend mal, donc pour l'instant je met ça de coté. Dès que j'ai un moment je lirais en détail ce lien : http://www.cleonis.nl/physics/phys256/coriolis_in_meteorology.php

PS : à propos, vu que j'ai ouvert deux discussions simultanément et que les réponses s'y complètent, je mets aussi le lien vers FS : http://forums.futura-sciences.com/physique/446978-the-poleward-traduction.html

[Damien49]

Je reviens là-dessus.

En fait on a l'habitude de dire que la pesanteur est la somme de la gravitation et de la force centrifuge. La force centrifuge est plus faible que la force de gravitation, mais suffisante pour que l'accélération de la pesanteur ne soit pas dirigé exactement vers le centre de la Terre. Donc partout ailleurs qu'au pôle et à l'équateur, la force centrifuge décale légèrement la force de pesanteur par rapport à la force de gravitation. Ca c'est ce qu'on voit écrit absolument partout. J'ai pas eu de mal à trouver des infos expliquant ceci.

Mais ce n'est pas toute la vérité.

Maintenant, ce qu'apporte en plus cette notion de "poleward" c'est qu'il n'existe aucun décalage horizontal entre la force de pesanteur et la force de gravitation car la forme ellipsoïde de la Terre compense exactement cette force centrifuge. C'est là qu'intervient la "poleward force". Et dans un repère galiléen, cette "poleward force" (ou composante horizontale de la force de gravitation) seul reste, car la force centrifuge disparait. Enfin rajouter que poleward n'a d'effet que pour objet en mouvement.

Je résume grossièrement, mais en gros c'est cela ?

[ribi]

Maintenant, ce qu'apporte en plus cette notion de "poleward" c'est qu'il n'existe aucun décalage horizontal entre la force de pesanteur et la force de gravitation

car la forme ellipsoïde de la Terre compense exactement cette force centrifuge.[...]

Je résume grossièrement, mais en gros c'est cela ?

En gros oui, mais le problème est qu'en voulant simplifier on dit des choses fausses.Contrairement à ce que tu dis, la "poleward" existe toujours (même si on peut l'oublier) et il existe un décalage entre la pesanteur (verticale) et le force de gravitation

. Et ce décalage explique l'existence de la "poleward".

Dans le référentiel terrestre, il est avantageux (du point de vue de la simplicité des explications) de prendre un modèle de Terre parfaitement sphérique, d'oublier la force centrifuge, de confondre gravité et pesanteur, parce que les erreurs que l'on commet se compensent. Pour expliquer les phénomènes atmosphériques ou le pendule de Foucault vu depuis la surface de la Terre, la part belle est faite à la force de Coriolis, et la "poleward" est oubliée.

Les partisans de la "poleward" objecteront que la force de Coriolis est une pseudo-force qui n'a d'existence que parce que notre référentiel terrestre n'est pas galiléen. Pour envisager la déviation du pendule de Foucault, ils préfèrent invoquer l'existence de la composante horizontale, vers les pôles, de la force gravitationnelle, et se placer dans un référentiel galiléen où la Terre tourne.

[Damien49]

Ok je te remercie en tout cas ribi pour le temps que tu as bien voulu passer pour me corriger et m'expliquer. Au départ je n'avais effectivement pas saisi le truc ainsi. J'ai mis du temps mais j'ai je pense maintenant parfaitement compris pour pouvoir écrire un truc là-dessus, grâce à toi.

Même si au final, seul Coriolis reste dans un repère non-galiléen, je trouve très intéressant de comprendre et d'expliquer comment on en arrive là. Merci à toi.

[Patricia Régnier]

poleward cela signifie "vers le pôle". http://howtosay.org/en_fr/Poleward

Juste une question :

- Je pensais que la force de Coriolis faisait toujours diriger vers le pôle.

- Quelle est la différence entre un repère galliléen ou non ?

Certaines des notions que vous évoquez sont reprises dans cet article sur les toupies

https://www.irphe.fr/IMG/pdf/08-LeBars_LeGal_LeDizes.pdf

[Damien49]

poleward cela signifie "vers le pôle". http://howtosay.org/en_fr/Poleward

Oui merci, mais c'est dit dès le premier post.

Juste une question :

- Je pensais que la force de Coriolis faisait toujours diriger vers le pôle.

?? Non ça n'a rien à voir.

- Quelle est la différence entre un repère galliléen ou non ?

Tu as la réponse dès le début de mon article : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php

Sinon pour faire simple, le repère galiléen, c'est la vache qui regarde la voiture passer. Le repère non-galiléen c'est la personne qui conduit la voiture. Attention cet exemple est trop simpliste car un repère galiléen pure ne l'est jamais tout à fait, tout dépend ce qu'on étudie.

Certaines des notions que vous évoquez sont reprises dans cet article sur les toupies

https://www.irphe.fr/IMG/pdf/08-LeBars_LeGal_LeDizes.pdf

Mis à part le fait que le référentiel soit le même, à savoir celui de la Terre, et que par définition la Terre est un ellipsoïde de rotation, je vois pas trop le rapport avec la marée et la Lune. Peut-être que tu t'es trompé d'article, je vois rien sur les toupies...

[Damien49]

Hello,

Bon ce sujet aura été finalement le fruit d'une collaboration inattendu. Mes recherches m'avaient en effet mené vers le site d'un hollandais : http://www.cleonis.nl/ et qui était tombé sur ce sujet d'Infoclimat. Voyant nos difficultés, il m'avait donc contacté par mail, me confirmant d'ailleurs l'approche de ribi. Nous correspondons maintenant depuis un peu plus d'1 mois assez régulièrement car je lui ai proposé de traduire en Français son article sur Coriolis, dont voici le résultat : http://www.cleonis.nl/physics/fr256/coriolis_en_meteorologie.php

Bon il y a encore quelques petites choses à corriger dans l'article je me rend compte, car nous correspondons en anglais alors que ce n'est à tous les 2 pas notre langue natale.

De mon coté sur mon site, je me suis assez éloigné de cette approche, raison pour laquelle j'ai préféré traduire sur son site à lui son article, me réappropriant donc tout ceci à ma façon : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

Alors pareil, ce n'est sans doute pas totalement parfait et je suis bien sûr tout à fait disposé aux corrections aussi bien orthographique que sur le fond. Si des gens calés comme ribi, gombervaux, meteofun, cotissois, hailstone ou d'autres bien sûr, veulent bien se prêter au jeux de la relecture, j'y suis bien entendu très ouvert (enfin si ça vous chante).

D'autres part, je suis actuellement en train de réaliser d'autres schémas via logiciel pour cet article. Il y en a d'ailleurs 1 qui me pose problème, concernant le vent géostrophique auquel on rajoute la force centrifuge (centripète), mais j'y reviendrais sûrement.

Voilà.