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| Sciences Physiques
L'Univers et le système solaire
Les marées
1. La lune est le satellite de la terre
La Lune, satellite naturel de la Terre, tourne sur elle-mëme. Elle fait
une rotation complète en 27,32 jours.
La Lune tourne autour de la Terre. Elle effectue une révolution complète
en 27,32 jours.
La Lune fait donc une rotation complète sur elle même, em même
temps qu'elle fait une révolution complète autour de la Terre
en 27,32 jours.
Autrement dit:
La Lune tourne sur elle même autour de son propre axe à la même vitesse angulaire que sa vitesse de révolution autour de la Terre. De ce fait, la Lune présente tout le
temps, à un observateur terrestre, une même face dite face visible.
La rotation de la lune et sa révolution sont sychronisées à 27.32 jours.
On explique que cette synchronisation est en fait due à l’attraction gravitationnelle
mutuelle entre la Terre et la Lune.
La trajectoire de la lune autour de la terre est elliptique.
Son apogée est de 406 000 km et son périgée est de 363 000 km. Mais
l'excentricité de cette orbite est très faible, de l'ordre de 0.055. Ainsi
l'orbite lunaire est proche du cercle parfait.
2. Les forces gravitationnelles au
voisinage de la Terre
La Terre n'est pas seule dans l'espace. Elle fait partie du système solaire et
et possède un satellite qui est la Lune. Principalement, la Terre
attire et est attirée par le soleil et la lune qui sont les coprs les
plus massifs autour d'elle.
On sait que:
• La distance moyenne Soleil-Terre D = 1.50 x 108 km ,
• La masse du Soleil: MS = 1.99 x 1030 kg ,
• La masse de la Terre: MT = 5.98 x 1024 kg ,
• Le rayon de la Terre: RT = 6 371 km,
• La constante de la gravitation universelle:
G =
6.67 x 10- 11 N.m2.kg-2.
• La distance moyenne Terre-Lune d = 384 400 km,
• La masse de la lune: ML = 7.34 x 1022 kg.
La lune est 100 millions de fois moins massive
que le soleil, mais 430 fois plus proche.
Ainsi
La force gravitationnelle du soleil sur la terre est :
F(s/t) = F(t/s) = G MT x MS/ D2 = 3.53 x 10 22 N.
La force gravitationnelle du soleil sur un corps de masse 1 kg sur terre =
G MT x MS/ (D - RT)2 = 6.67 x 10- 11 x 5.98 x 1024 x 1.99 x 1030/(1.50 x 108 - 6 371)2 = 7.0 x 10 - 3 N
La force gravitationnelle de la terre sur un corps de masse 1 kg sur terre =
son poids = 9.8 N . C'est environ 1000 fois la force exercée par le soleil
sur lui.
La force gravitationnelle de la lune sur la terre est :
F(l/t) = F(t/l) = G ML x MT/ d2 = 2.0 x 10 20 N.
La force gravitationnelle de la lune sur un corps de masse 1 kg sur terre =
G ML x MT/ (d - RT)2 = 6.67 x 10- 11 x 7.34 x 1022 x 1/(384 400 000 - 6 371 000)2 = 3.42 x 10 - 5 N
La force gravitationnelle de la terre sur un corps de masse 1 kg sur terre =
son poids = 9.8 N . C'est environ 1000 000 fois la force exercée par la lune
sur lui.
Ces forces sont faibles mais elles existent. Elles induisent une
influence gravitationnelle sur les continents et les
océans. Elles sont responsables du phénomène des
marées.
3. Les forces centrifuges relatives
La Lune tourne autour de la Terre. Cet énoncé est en fait une
approximation due au fait que la terre est plus massive que la lune.
En réalité, l’ensemble Terre-Lune tourne autour du centre de masse de
ce système.
De ce fait, une force centrifuge existe au niveau de la Terre,
opposée à la force F(l/t). De même, une force centrifuge existe au niveau
de la Terre, opposée à la force F(s/t).
Le phénomène des marées est donc la résultante de
l'attraction des océans par le soleil est par la lune,
et la résultante de leurs forces centrifuges opposée
sur chaque point du globe.
4. Les marées
La marée est le mouvement des eaux des mers et des océans. Ce
déplacement, ou déformation de la surface, est due à l'effet conjugué
des forces de gravitation de la Lune et du Soleil.
Les marées les plus fortes de l'année se produisent aux équinoxes de
printemps et d'automne. Les plus faibles aux solstices d'hiver et d'été.
Au moment de la pleine lune et de la nouvelle lune, les forces
s'alignent et s'ajoutent pour produire les marées de plus grande
amplitude.
Mais lors du premier et du dernier quartier, lorsque les trois
astres Soleil, Terre, et Lune sont en quadrature, l'amplitude
d'une marée devient la plus faible.
Lorsqu'un point sur l'océan est vis-à-vis la lune, il se trouve
donc sur le lieu le plus déplacé. La mer à cet endroit est plus haute,
c'est la marée haute.
Après un quart de tour de la terre sur elle même, c'est-à-dire 6
heures plus tard, la point se trouve sur la partie la plus basse
des océans et la mer à cet endroit est plus basse.
c'est la marée basse.
5. Les marées au Nouveau-Brunswick
Voici l'un des rivages de mer les plus fascinants de la planète,
dans la baie de Fundy, Nouveau-Brunswick, au Canada.
Marée haute
Marée basse
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