Fusée

[Clogab]

Bonsoir tout le monde, je suis nouvelle sur ce site et j'ai un devoir à faire sur les fusées. Je m'intrigue au sujet de : Comment se fait-il qu’un fusée puisse s’envoler vers le ciel à moins de quelques mètres par seconde?

 

Merci de me répondre le plus vite possible:)

[Toutiet]

Et pourquoi pas ? Une voiture aussi démarre à moins de quelques mètres/seconde, sur la route.

Il n'est pas nécessaire d'aller vite pour rester en équilibre. Un bâton ou un parapluie peut très bien rester en équilibre au bout du doigt, bien que sa vitesse verticale soit nulle. Equilibre et déplacement sont deux choses différentes qui n'interférent pas forcément.

[Tex murphy]

Bonjour.

S'envoler elle pourra. Mais aller loin sûrement pas.

Elle va user tout son carburant simplement pour équilibrer la gravité terrestre pendant une période très longue si elle ne va pas assez vite.

 

Mais je me demande si tu parles bien de vitesse en m/s ou d'accélération en m/s2.

Car on parle plutôt d'une vitesse en km/s pour une fusée.

[JazzOn]

Oui il n'y a aucun pb à cela.

Après si tu veux que la fusée quitte la Terre sans retomber, il faudra lui donner une vitesse minimale de 11,2km/s pour l'extirper de la gravitation terrestre. C'est la vitesse de libération.

[astro-sam]

Salut,

 

Attention, la vitesse de libération c'est la vitesse initiale qu'il faudrait donner à un objet qui ne serait pas propulsé par la suite. Si la fusée est propulsée pendant toute la montée, elle n'a pas forcément besoin d'atteindre une vitesse pareille.

 

A+

[Snark]

Salut,

 

Attention, la vitesse de libération c'est la vitesse initiale qu'il faudrait donner à un objet qui ne serait pas propulsé par la suite. Si la fusée est propulsée pendant toute la montée, elle n'a pas forcément besoin d'atteindre une vitesse pareille.

 

A+

Ben non, si la fusée n'atteint pas la vitesse de libération ça veut dire que la propulsion est insuffisante pour quitter l'attraction terrestre et le retour sera inévitable.

[Tex murphy]

C'est vrai avec nos fusées actuelles qui n'ont du carburant que pour atteindre la vitesse de libération moins la vitesse de rotation de la Terre à l'endroit où elles décollent.

Mais on peut imaginer une fusée avec une réserve de carburant sans limite, qui continue verticalement à une vitesse 0,1 m/s.

Elle s'éloignera de la Terre indéfiniment.

Ce qui correspond à l'énoncé à mon avis.

[Jeff Hawke]

Mais on peut imaginer une fusée avec une réserve de carburant sans limite, qui continue verticalement à une vitesse 0,1 m/s.

Elle s'éloignera de la Terre indéfiniment.

 

Comprends pas, là...

 

Ce n'est pas une question de carburant, mais de vitesse de libération.

[Tex murphy]

On n'est pas obligé de se mettre en orbite autour de la Terre pour la quitter par la simple force centrifuge.

On peut aussi partir tout droit, comme un bateau qui remonte le courant, du moment qu'on a du carburant.

[JazzOn]

Tex et Sam semblent d'accord sur un point, et j'avoue que cela me perce le fondement... moi qui croyait savoir ce qu'était la vitesse de fuite...

 

Mais alors quel est l'intérêt d'atteindre la vitesse de libération pour vaincre la gravité ? Si de toute façon on peut faire un voyage dans l'espace avec une vitesse moindre

Serait-ce alors par économie d'énergie et de carburant ? On dépense beaucoup d'un coup mais c'est plus rentable question carburant car plus rapide ?

 

Comprend pô

[Tex murphy]

Economiser du carburant tout simplement.

 

On ne sait pas construire une fusée à la Tintin qui accélère en permanence.

[JazzOn]

Bon bah je vais me coucher moins con ça c'est pas sûr plus cultivé ce soir

Ok, arriver à la vitesse de libération rapidement pour s'affranchir de la gravité plus rapidement et économiser du carburant... encore une question d'pognon tout ça

 

Bon et Clogab dans tout ça, tu t'en sors ?

[Tex murphy]

Je crois que c'est plus pour un problème d'impossibilité technique que pour une histoire d'économies.

Rien que la masse du carburant à déplacer serait trop importante par rapport à l'énergie qu'il pourrait fournir, et c'est sans compter la masse de la fusée.

[Clogab]

un grand merci a vous tous. vous m'avez éclairci sur le sujet

 

merci bcp

[Jeff Hawke]

On peut aussi partir tout droit, comme un bateau qui remonte le courant, du moment qu'on a du carburant.

 

Tiens, voilà que je me pose une question subtile...

 

On dit que pour un trou noir, la vitesse de libération est supérieure à c, ce qui a pour conséquence que la lumière ne peut pas quitter ledit trou.

 

Mais pourquoi donc un photon, dans sa ligne droite quittant le monstre à la vitesse de 300 000 Km/s, ne parviendrait pas à s'éloigner indéfiniment (jusqu'à se libérer du trou noir) comme la fusée à laquelle tu fais référence quitterait la Terre à 1 m/s ?

 

J'entends déjà les objections : La courbure de l'espace provoquée par la gravité...Mais ce n'est pourtant pas de ça dont il est question, avec des corps comme la Terre, la Lune, le Soleil...quand on parle de vitesse de libération. C'est le bête calcul de l'énergie à dépenser pour s'éloigner "suffisamment" du corps attracteur.

 

Il y a un loup, là.

[JazzOn]

On dit que pour un trou noir, la vitesse de libération est supérieure à c, ce qui a pour conséquence que la lumière ne peut pas quitter ledit trou.

Vraiment troublants ces trous noirs

[Leimury]

Bonsoir tout le monde, je suis nouvelle sur ce site et j'ai un devoir à faire sur les fusées. Je m'intrigue au sujet de : Comment se fait-il qu’un fusée puisse s’envoler vers le ciel à moins de quelques mètres par seconde?

 

Merci de me répondre le plus vite possible:)

 

Bonjour,

 

C'est pas une question de vitesse mais d'accélération.

La gravité terrestre, c'est 9,81m/s2 -> 1g

Une fusée doit dépasser 1G d'accélération pour décoller.

La vitesse, ça dépend de l'endroit ou tu mesure après le décollage.

Au tout début, ça va pas plus vite qu'un marcheur.

Ben oui, elle est posée, ta fusée donc le décollage commence avec une vitesse de zero m/s.

 

Au fur et à mesure de l'élévation, suivant la trajectoire, la force d'attraction diminue et l'inertie entre également en jeu.

 

Pour info, 100km/h c'est 28m/s

 

Bon ciel

[JazzOn]

Tiens, voilà que je me pose une question subtile...

 

On dit que pour un trou noir, la vitesse de libération est supérieure à c, ce qui a pour conséquence que la lumière ne peut pas quitter ledit trou.

 

Mais pourquoi donc un photon, dans sa ligne droite quittant le monstre à la vitesse de 300 000 Km/s, ne parviendrait pas à s'éloigner indéfiniment (jusqu'à se libérer du trou noir) comme la fusée à laquelle tu fais référence quitterait la Terre à 1 m/s ?

 

J'entends déjà les objections : La courbure de l'espace provoquée par la gravité...Mais ce n'est pourtant pas de ça dont il est question, avec des corps comme la Terre, la Lune, le Soleil...quand on parle de vitesse de libération. C'est le bête calcul de l'énergie à dépenser pour s'éloigner "suffisamment" du corps attracteur.

 

Il y a un loup, là.

 

Oui mais pour en revenir aux trous noirs, nous sortons des lois de la gravité newtoniennes et devons passer aux lois quantiques, donc tout ce que nous avons dit précédemment ne peut pas s'appliquer aux trous noirs, non ? Enfin c'est ce que j'en pense...

[Tex murphy]

Tiens, voilà que je me pose une question subtile...

Trop subtile pour moi

La vitesse de libération concerne un objet qui n'utilise pas d'énergie pour s'évader une fois qu'il a atteint cette vitesse.

Mais rien n'empêche un objet de se propulser par lui-même avec une vitesse bien inférieure pour s'évader aussi.

 

Bonjour,

C'est pas une question de vitesse mais d'accélération.

La gravité terrestre, c'est 9,81m/s2 -> 1g

Une fusée doit dépasser 1G d'accélération pour décoller.

mmm, je dirais plutôt que la fusée doit avoir une poussée suffisante pour vaincre les 1g de la gravité terrestre et qu'elle doit avoir en plus une accélération de vitesse d'une fraction de g pour commencer à s'éloigner.

[Jeff Hawke]

Oui mais pour en revenir aux trous noirs, nous sortons des lois de la gravité newtoniennes et devons passer aux lois quantiques, donc tout ce que nous avons dit précédemment ne peut pas s'appliquer aux trous noirs, non ? Enfin c'est ce que j'en pense...

 

Non, non, l'histoire de la vitesse de libération et des photons piégés relève de la théorie de la Relativité Générale.

 

Les trous noirs sont d'ailleurs une prédiction de la pure RG.

 

C'est quand ca se mue en singularité que ça se corse, et que la quantique devrait intervenir (ce qu'elle ne parvient pas à faire de façon satisfaisante, d'ailleurs...).

[Jeff Hawke]

Mais rien n'empêche un objet de se propulser par lui-même avec une vitesse bien inférieure pour s'évader aussi.

 

J'entends bien.

 

Mais justement, je m'interroge pour les photons.

 

A moins qu'ils ne consomment tout leur énergie, en se décalant vers le rouge, l'infra rouge, jusqu'à finir misérablement en grandes ondes type RTL et pire...

 

S'étirer pour l'éternité, sans jamais partir.

 

Mais dans ce cas, le vocable "vitesse de libération" appliqué aux trous noirs est impropre. Il s'agirait d'un autre phénomène, lié à la distorsion de l'espace.

[Tex murphy]

Attention, je ne veux pas dire que n'importe quel objet peut le faire.

Je veux parler d'une construction de l'homme "étudiée pour"

Pour les photons j'ai du mal à l'imaginer.

[Jeff Hawke]

...enfin, peut-être...

 

La vitesse de libération est liée à la simple masse du corps. De sorte qu'un objet animé d'une vitesse constante (par la grâce d'une source d'énergie qui va bien, et en quantité suffisante) finira toujours par se libérer d'un corps, aussi massif soit-il.

 

Et il me vient comme exemple les galaxies, dont la masse implique très certainement une vitesse de libération supérieure à c, ce qui n'empêche pas les photons d'en partir, puisque nous observons ces galaxies, pour notre plus grand plaisir.

 

Qu'en est-il des trous noirs, qui justement sont noirs ? Et bien, un trou noir, ce n'est pas simplement une masse, c'est une masse à l'intérieur d'un volume limité, donc une densité.

 

Et c'est cette densité, qui courbe l'espace à proximité et interdit aux photons (et à toute espèce de rayonnement, fors un rayonnement quantique postulé par Hawking) de lui échapper.

 

Moralité : La référence à une "vitesse de libération" pour le cas des trous noirs est une escroquerie intellectuelle, qui crée de la confusion, en prétendant expliquer leur noirceur.

 

Bon...Un avis des experts en RG ?

[Tex murphy]

les galaxies, dont la masse implique très certainement une vitesse de libération supérieure à c

J'ai plutôt vu des vitesses de libération de l'ordre du millième pour la voie lactée. Tout dépend bien sûr de la distance par rapport au centre. A vérifier.

 

Je suis assez d'accord avec le reste.

J'ajoute juste qu'appliquer les lois de la gravitation sur un photon qui n'a pas de masse pour en déduire sa vitesse de libération me paraît un peu surréel.

Mais d'après ce qu'on dit, c'est bien (comme tu dis) l'espace-temps courbé par la masse du trou noir qui nous empêche de voir les photons s'en échapper et non sa masse qui les retient.

 

Bon...Un avis des experts en RG ?

En Hergé ?

[Jeff Hawke]

J'ai plutôt vu des vitesses de libération de l'ordre du millième pour la voie lactée. Tout dépend bien sûr de la distance par rapport au centre. A vérifier.

Oui, c'est sûr. Une galaxie n'est pas un corps compact, en plus...

 

J'ajoute juste qu'appliquer les lois de la gravitation sur un photon qui n'a pas de masse

...Au repos (ce qui n'arrive jamais à un photon). Mais un photon a une énergie, qui dépend de sa longueur d'onde, donc une équivalence en masse. Clairement, la gravité s'exerce sur les photons.

[Tex murphy]

Mais un photon a une énergie, qui dépend de sa longueur d'onde, donc une équivalence en masse. Clairement, la gravité s'exerce sur les photons.

Effectivement, j'avais négligé ce "détail".

 

Au fait quelle est la vitesse d'échappement au sujet d'un forum ?

 

Si Clogab s'y retrouve avec tout ça ...

[Jeff Hawke]

Au fait quelle est la vitesse d'échappement au sujet d'un forum ?

Ca dépend du rayon de courbure du forum, donc de sa densité.

 

Si Clogab s'y retrouve avec tout ça ...

Bah, Clogab avait dit plus haut qu'elle avait obtenu les éclaircissements souhaités.

[sunfish22]

J'ai plutôt vu des vitesses de libération de l'ordre du millième pour la voie lactée. Tout dépend bien sûr de la distance par rapport au centre. A vérifier.

 

Bonjour Tex,

 

La vitesse d'evasion minimum, avec une trajectoire parabolique, c'est racine de 2 fois la vitesse de l'orbite circulaire.

 

Le Soleil tournant autour de la Galaxie à une vitesse de 220 Km/s , la vitesse de libération de notre Galaxie à la distance du Soleil est donc de 220*1.414=311km/s , ce qui fait bien de l'ordre du 1/1000eme de la vitesse de la lumière. On ne sait pas encore atteindre ces vitesses.

 

L'Atlas de géographie de l'espace (Belin) aborde ce sujet des vitesses cosmiques.

 

 

Quelques chiffres :

 

La première vitesse cosmique terrestre (orbite circulaire géocentrique) est de 7.9 Km/s au niveau du sol. Cette vitesse orbitale circulaire est de 7.8 Km/s à 200km d’altitude , 3.07Km/s à l’altitude géostationnaire, 1 Km/s à la distance de la Lune.

 

La 2eme vitesse cosmique (vitesse de libération de l’attraction terrestre) est donc 7,9Km/s * 1.414 = 11.2Km/s au niveau du sol. Elle est de 4.3km/s à l’altitude géostationnaire.

 

La vitesse orbitale de la Terre autour du Soleil (on va dire quasi circulaire) étant de 29.8 km/s en moyenne, la vitesse de libération du Soleil à une distance de 1 UA est donc d'environ 29.8 * 1.414 = 42.2 Km/s.

 

Depuis la Terre , il faut atteindre une vitesse minimum de 16.85 Km/s pour atteindre cette vitesse de libération du système solaire (calcul que je ne sais pas faire basé sur le principe de la somme des énergies cinétiques) . C’est la 3eme vitesse cosmique.

 

A la surface du Soleil la vitesse de libération est de 620 km/s. Il faudrait des boosters qui dépotent si on voulait aller voir de pres le Soleil !!

 

Pour la Lune : La première vitesse cosmique (orbite circulaire) est de 1.67 Km/s, la vitesse de libération est donc de 2.7 Km/s.

 

Pour Mars : La première vitesse cosmique est de 3.6 Km/s et la vitesse de libération de 5 Km/s. Trop fastoche pour les martiens qui peuvent aller et venir tranquilles dans le système solaire, pas comme nous qui sommes obligés d'avoir des fusées monstrueuses !

 

Jean

[Tex murphy]

Bonjour sunfish

Volilà des précisions intéressantes.

C'est vrai que j'ai été un peu parresseux pour vérifier par moi-même.

la vitesse de libération de notre Galaxie à la distance du Soleil est donc de 220*1.414=311km/s

Cette vitesse risque d'être encore supérieure en s'éloignant car on n'est pas sur le bord de la galaxie.

Bien sûr la vitesse diminue avec l'inverse de la racine de la distance au centre,

mais elle est actuellement diminuée aussi par la gravité de tous les corps qui se trouvent "à l'extérieur" de nous par rapport au centre de la Galaxie.

Je veux dire à l'extérieur du plan perpendiculaire à l'axe Soleil-centre de la Galaxie.

Donc à mon avis le maximum de la vitesse de libération doit se trouver entre le Soleil et le bord (flou) de la Galaxie.

[sunfish22]

... Cette vitesse risque d'être encore supérieure en s'éloignant car on n'est pas sur le bord de la galaxie.

Bien sûr la vitesse diminue avec l'inverse de la racine de la distance au centre,

mais elle est actuellement diminuée aussi par la gravité de tous les corps qui se trouvent "à l'extérieur" de nous par rapport au centre de la Galaxie.

Je veux dire à l'extérieur du plan perpendiculaire à l'axe Soleil-centre de la Galaxie.

Donc à mon avis le maximum de la vitesse de libération doit se trouver entre le Soleil et le bord (flou) de la Galaxie.

 

Evidemment, j'ai pris l'hypothèse simplificatrice d'une masse galactique centrale, sans prendre en compte l'influence des bras de la Galaxie ..... ni de la matière noire qui vient pertuber les lois de Kepler !!!

 

On va mettre Roland Lehoucq sur le coup, il va nous faire les calculs !

 

Jean