Interprétation sémantique de la rotation de la lune sur elle-même

[thewild]

Dire que la lune tourne autour de la terre en même temps qu'elle tourne sur elle même est un abus de langage, elle ne fait qu'une rotation.
_ soit autour de la terre. ce qui semble quand même bien décrire le réel.
_ soit sur elle même mais faut ajouter des translations tangentielles à chaque instant.

Ah OK, je crois que j'ai compris !
En fait, on pourrait trancher ce débat en répondant à ces questions :
Du point de vue de la lune, est-il possible de savoir qu'on est en rotation sur soi-même ?
Du point de vue de la lune, est-il possible de savoir qu'on est en orbite autour d'un astre plus gros ?

Pour la toupie et le tourne disque c'est simple, la réponse est oui à ces deux questions. Du point de vue de la toupie on sait qu'on est sur le bord d'un disque qui tourne parce qu'on ressent une l'accélération due à la force centrifuge (qui est en réalité l'inertie de la toupie), et on sait aussi qu'on est en rotation sur soi-même pour la même raison (on ressent la force centrifuge aux bords de la toupie).

Le hic, c'est pour la Terre et la Lune. Répondre à ces questions dans le cadre de la relativité générale est assez compliqué. En dehors de ma portée en tout cas.
La Lune est en chute libre autour de la Terre (elle suit un géodésique d'espace-temps), donc elle ne subit pas d'accélération. Par contre si on veut être précis, son point le plus proche de la terre devrait avoir une vitesse orbitale un peu plus rapide que son centre de gravité, et son point le plus éloigné un vitesse un peu plus lente. Donc techniquement, on devrait aussi pouvoir détecter qu'on est en rotation autour d'un corps massif, et on devrait donc aussi pouvoir détecter qu'on est en rotation sur soi-même. Mais là je spécule un peu, autant la RR ça va autant la RG ça me dépasse, mathématiquement c'est trop complexe.

[Dany]

... translation, pas une de rotation !

Une rotation et une translation : la rotation de l'axe du manège est transférée à l'axe du cheval par translation du mouvement (dans le cas d'un observateur extérieur).

[Dany]

En fait, on pourrait trancher ce débat en répondant à ces questions :
Du point de vue de la lune, est-il possible de savoir qu'on est en rotation sur soi-même ?
Du point de vue de la lune, est-il possible de savoir qu'on est en orbite autour d'un astre plus gros ?

C'est encore un point de vue différent de celui de l'observateur sur Terre et de l'observateur extérieur au système. Le système Terre/Lune est synchrone… mais le système Lune/Terre est asynchrone (nuance importante).
Pour la première question, c'est impossible, comme du point de vue de la Terre. La deuxième question est trop vague (comment peut on savoir si on est sur un corps plus ou moins gros ?)

Plus loin dans ton post, en introduisant l'inertie tu compliques tout, en rendant le problème plus confus… et encore plus si tu parles de relativité générale.
Décrire le système Terre/Lune et surtout l'analogie manège/cheval en relativité du mouvement non inertiel suffit pour régler le problème.

En introduisant l'inertie, le cas est bien expliqué dans cette page Wikipedia : pour un observateur extérieur, le cheval de manège tourne sur lui même dans un mouvement non inertiel... et s'il se détache soudain du manège, il tourne sur lui même dans un mouvement inertiel. La translation de la rotation de l'axe du manège à l'axe du cheval devient une autre sensation pour lui.

[thewild]

En introduisant l'inertie, tu compliques tout, en rendant le problème plus confus… et encore plus si tu parles de relativité générale.

Ne me dis pas que je complique tout en introduisant l'inertie, et qu'il suffit de parter de relativité du mouvement non inertiel pour régler le problème. A un moment il faut parler de l'inertie, c'est inévitable.
Le problème c'est que la gravitation en RG c'est une rotation inertielle justement ! Difficile d'en faire abstraction.

En introduisant l'inertie, le cas est bien expliqué dans cette page Wikipedia : pour un observateur extérieur, le cheval de manège tourne sur lui même dans un mouvement non inertiel...

Comment, de l'extérieur, sait-on que le référentiel du cheval est non inertiel ?

[Christian]

Dire que la lune tourne autour de la terre en même temps qu'elle tourne sur elle même est un abus de langage, elle ne fait qu'une rotation.
_ soit autour de la terre. ce qui semble quand même bien décrire le réel.
_ soit sur elle même mais faut ajouter des translations tangentielles à chaque instant.

C'est son centre de masse qui tourne autours de la Terre. La Lune tourne sur elle-même pour présenter toujours la même face à la Terre.

[Dany]

Comment, de l'extérieur, sait-on que le référentiel du cheval est non inertiel ?

Ce n'est pas intéressant de le savoir pour se faire une idée du système. C'est ce que je dis, ça complique tout. On peut résoudre le problème conceptuel de la Lune qui tourne autour de la Terre en un tour sur elle même (et du manège) sans tenir compte de l'inertie. Et on le fait par la relativité de tous les mouvements en non inertiel, c'est à dire au point de vue d'un observateur visuel.

Remarque que j'ai justement compliqué les choses moi même, involontairement, en essayant de te répondre par rapport à la page Wiki et ce faisant, tu me réponds en renforçant d'autant plus la complication et je vais encore renforcer d'autant plus la complication (et pas qu'un peu) si je tentes de te répondre en intégrant, en plus de la vision, les deux sensations différentes pour le corps (observateur sur l'axe du cheval (fixe ou libre)/observateur sur l'axe du manège) dues aux changements d'inertie sur un manège.

Au point de vue de la vision, on ne peut rien savoir de l'inertie. Pour ça, il faut la connaissance scientifique en plus. Pour un observateur, les changements d'inertie (qui correspondent aux accélérations, mais dans un mouvement circulaires ici) se jugent à la sensation interne.
De plus, il y a deux types de mouvements circulaires à tenir en compte dans le cas d'un cheval de manège : un mouvement circulaire par translation et un mouvement circulaire sur son axe propre, qui sont différents l'un de l'autre point de vue sensation (si le cheval reste attaché au manège ou s'il s'en détache soudainement).

Alors pour ta question :
Un observateur extérieur au système ne peut jamais savoir si les référentiels du cheval et/ou du manège sont non inertiels ou inertiels. Ca n'a pas de sens pour lui.

[thewild]

On peut résoudre le problème conceptuel de la Lune qui tourne autour de la Terre en un tour sur elle même (et du manège) sans tenir compte de l'inertie. Et on le fait par la relativité de tous les mouvements en non inertiel, c'est à dire au point de vue d'un observateur visuel.

OK, mais je ne comprends pas ce que ça change. J'ai même oublié quel était le problème d'ailleurs...

[Dany]

J'ai encore édité pas mal après envoi Mais c'est fini (d'ailleurs je quitte )

[spin-up]

En introduisant l'inertie, le cas est bien expliqué dans cette page Wikipedia : pour un observateur extérieur, le cheval de manège tourne sur lui même dans un mouvement non inertiel...

Comment, de l'extérieur, sait-on que le référentiel du cheval est non inertiel ?

Supposant que l'observateur exterieur est placé dans un referentiel inertiel, si le cheval n'est pas en mouvement de translation rectiligne uniforme, son referentiel n'est pas inertiel.

Sinon, dans un referentiel non inertiel, le principe fondamental de la dynamique n'est pas respecté,

[thewild]

Sinon, dans un referentiel non inertiel, le principe fondamental de la dynamique n'est pas respecté,

Oui, d'où ma question. Dany disait "Et on le fait par la relativité de tous les mouvements en non inertiel, c'est à dire au point de vue d'un observateur visuel."
A partir du moment où il n'est rien dit sur l'observateur, tout est possible.

Ceci dit, j'ai réellement perdu le fil de la discussion, je n'arrive plus à mettre le doigt sur ce qui faisait qu'il y avait incompréhension...

[Dany]

En introduisant l'inertie, le cas est bien expliqué dans cette page Wikipedia : pour un observateur extérieur, le cheval de manège tourne sur lui même dans un mouvement non inertiel...

Comment, de l'extérieur, sait-on que le référentiel du cheval est non inertiel ?

Supposant que l'observateur exterieur est placé dans un referentiel inertiel, si le cheval n'est pas en mouvement de translation rectiligne uniforme, son referentiel n'est pas inertiel.

Sinon, dans un referentiel non inertiel, le principe fondamental de la dynamique n'est pas respecté,

Le cheval n'est pas en mouvement de translation rectiligne uniforme, il est en accélération.

Le mouvement circulaire uniforme est une accélération, le vecteur de l'accélération est centripète avec comme direction, l'axe du manège. Et le corps de l'observateur, sur le cheval, ressentira la force centrifuge vers l'extérieur.

[Sebass]

.... si je lâche la corde...le ballon partira en ligne droite sans tourner sur lui-même.

Depuis hier que je rêve de reproduire cette expérience "dans la vraie vie".
Je vais réfléchir à une manière la plus simple possible qui permet aussi de filmer.
Pour l'instant je vais essayer de trouver si y'a pas déjà quelqu'un qui a mis qqch de similaire sur Youtube.

Voilà, je l'ai trouvé !
La vidéo dure 28 minutes, mais l'effet que je voulais voir se trouve dans les 17 premières secondes:
https://youtu.be/kWVHZE1pyig

Le lanceur de marteau olympique en rotation ne fait qu'un avec le marteau.
Vue d'un spectateur dans les gradins, la "boule" du marteau fait un tour sur elle-même en même temps que l'athlète fait un tour sur lui-même.
Lorsque que le marteau est relâché on voit qu'il part en ligne droite et qu'il tourne sur lui-même (entre la 12ième et la 14ième seconde).

Dans le système athlète-marteau, le marteau avait le moment cinétique de l'ensemble du système.
Lorsqu'il a été relâché, il a conservé ce moment cinétique, ce qui lui a permis de "continuer" à tourner sur lui-même.

Mais, comme le dit Dany, c'est devenu...

... une autre sensation pour lui...

à cause de la translation de la rotation de l'axe de l'athlète vers l'axe du marteau.

Mais tout ceci explique plus ou moins bien mon point.


J'ai lu au complet le fil de discussion proposé par Etienne:

La géométrie "se range" derrière le langage courant.
La cinématique isole ce qui est observé du reste.

Et j'y ai lu une expérience intéressante avec un volant à pommeau:



Je vais la modifier et m'en servir pour essayer de défaire ceci:

Non, moi je ne comprends pas en tout cas.

Le volant est immobile:
Tu donnes une tappe sur le pommeau, il tourne sur lui-même, mécaniquement.
Tu soudes le pommeau sur son axe (On va donner le nom de "tidal locking" à cette soudure)
Tu donnes une tappe sur le pommeau, il ne tourne pas sur lui-même.
C'est juste ?

On lance le volant dans les airs à la façon d'un frisbee:
Le lanceur voit successivement toutes les faces du pommeau au cours de la rotation du volant.
Pourtant, le pommeau est toujours soudé.
Peu importe où sera situé l'axe de rotation, que ce soit au centre du volant ou au centre du pommeau, le pommeau ne tournera pas mécaniquement sur lui-même, comme démontré par l'exemple du volant immobile.
C'est ça que j'appelle une rotation virtuelle sur lui-même.
Utiliser le terme "rotation synchrone" (soit 2 rotations synchronisées) pour décrire les mouvements perçus ici est pour moi un non-sens.
Le volant et le pommeau, après la soudure, deviennent en quelque sorte un seul et même objet: un volant avec une bosse.
Pourquoi utiliser 2 rotations pour décrire le mouvement d'un seul objet ?

[tecnic]

Le volant et le pommeau, après la soudure, deviennent en quelque sorte un seul et même objet: un volant avec une bosse.
Pourquoi utiliser 2 rotations pour décrire le mouvement d'un seul objet ?

Deuxième expérience : On ne soude pas le pommeau ! On suppose que la friction de son pivot est négligeable. On lance le volant ..et on s'aperçoit que le pommeau reste dans sa position angulaire de départ ! A moins bien sûr qu'on l'ait lancé en rotation synchrone avec le volant ....Sa rotation identique à celle quand il est soudé n'est,elle, pas virtuelle ! On l'a synchronisé en le soudant ...tout simplement ...Un coup virtuelle ,un coup réelle

[Dany]

Tu soudes le pommeau sur son axe...Tu donnes une tape sur le pommeau, il ne tourne pas sur lui-même.
C'est juste ?

C'est juste.

- Si tu donne une tape sur le pommeau et qu'il est soudé, il ne tourne pas sur lui même pour un observateur situé sur l'axe du volant.

- Si tu fais tourner le volant sur lui même avec ton pommeau soudé, le pommeau ne tourne toujours pas sur lui même pour un observateur situé sur l'axe du volant.

Si c'est ça que tu veux entendre (épicétou !), moi je veux bien. Mais précises bien où se situe ton observateur, sinon tu vas te recevoir une tape de ton prof que tu vas tourner sur toi même...

[Dany]

Le volant et le pommeau, après la soudure, deviennent en quelque sorte un seul et même objet: un volant avec une bosse.
Pourquoi utiliser 2 rotations pour décrire le mouvement d'un seul objet ?

Deuxième expérience : On ne soude pas le pommeau ! On suppose que la friction de son pivot est négligeable. On lance le volant ..et on s'aperçoit que le pommeau reste dans sa position angulaire de départ ! A moins bien sûr qu'on l'ait lancé en rotation synchrone avec le volant ....Sa rotation identique à celle quand il est soudé n'est,elle, pas virtuelle ! On l'a synchronisé en le soudant ...tout simplement ...Un coup virtuelle ,un coup réelle

Et Sebass va répondre que "c'est la même chose puisque, en rotation synchrone, le pommeau ne tourne pas !" et c'est vrai, (mais c'est uniquement pour un observateur situé sur l'axe du volant et c'est un cas particulier. Il faut pour ça, de l'extérieur au système, lancer le pommeau avec la même vitesse angulaire que le volant)... et on est reparti pour un tour !...

[Sebass]

Tu soudes le pommeau sur son axe...Tu donnes une tape sur le pommeau, il ne tourne pas sur lui-même.
C'est juste ?

C'est juste.

- Si tu donne une tape sur le pommeau et qu'il est soudé, il ne tourne pas sur lui même pour un observateur situé sur l'axe du volant.

Tu cites mon exemple où le volant est immobile et tu ajoutes une condition: la position de l'observateur. (sur l'axe du volant)
Peu importe où est situé l'observateur (sur l'axe du volant, sur l'axe du pommeau, ou extérieur au système), le pommeau ne tourne pas sur lui-même.
Le volant non plus d'ailleurs.

...Mais précises bien où se situe ton observateur...

C'est ce que j'ai fait.
Dans le cas du volant immobile, c'est pas important, mais j'ai quand même dit "tu donnes une tape", l'observateur c'est "tu", "toi".
Dans le cas du volant en rotation, j'ai dit ceci:

Le lanceur voit successivement toutes les faces du pommeau au cours de la rotation du volant.

Le mot clé de tout mon discours, c'est "mécaniquement".
On dirait que vous ne le voyez pas, comme si je l'avais écrit en lettres blanches sur fond blanc...

[tecnic]

Le mot clé de tout mon discours, c'est "mécaniquement".

Pour ne plus parler du pommeau soudé sur un disque qui ne tourne pas .....prenons un autre exemple !
Si le pommeau non soudé tourne sur lui même de façon visible pour l' observateur "au centre",il tourne bien mécaniquement OK ?
Si sa vitesse de rotation décroit jusqu'à paraître immobile en synchro avec le volant il passerait donc subitement en mode "rotation virtuelle" Et bien sûr reprendrait sa rotation mécanique en ralentissant encore paraissant tourner dans l'autre sens pour l'observateur ! Y-aurait-il pas un shimblik quelque part ?...

[Dany]

Tu cites mon exemple où le volant est immobile et tu ajoutes une condition: la position de l'observateur. (sur l'axe du volant)
Peu importe où est situé l'observateur (sur l'axe du volant, sur l'axe du pommeau, ou extérieur au système), le pommeau ne tourne pas sur lui-même.
Le volant non plus d'ailleurs.

Bien sûr. Dans ce cas rien ne tourne pour tous les observateurs.

...Mais précises bien où se situe ton observateur...

C'est ce que j'ai fait.
Dans le cas du volant immobile, c'est pas important, mais j'ai quand même dit "tu donnes une tape", l'observateur c'est "tu", "toi".
Dans le cas du volant en rotation, j'ai dit ceci:

Le lanceur voit successivement toutes les faces du pommeau au cours de la rotation du volant.

Dans ce cas, le pommeau tourne bien sur lui même pour le lanceur (l'observateur extérieur). Si tu rends le volant invisible (mais toujours là), le pommeau fait juste une spirale dans l'air en plus de tourner sur lui même. Ton soudage mécanique ne change rien à l'affaire et ne te sauvera pas. Si le lanceur voit successivement toutes les face du pommeau, c'est parce que le pommeau tourne sur lui même pour le lanceur (c'est ça, l'observateur extérieur)..

[Etienne Beauman]

Dire que la lune tourne autour de la terre en même temps qu'elle tourne sur elle même est un abus de langage, elle ne fait qu'une rotation.
_ soit autour de la terre. ce qui semble quand même bien décrire le réel.
_ soit sur elle même mais faut ajouter des translations tangentielles à chaque instant.

C'est son centre de masse qui tourne autours de la Terre. La Lune tourne sur elle-même pour présenter toujours la même face à la Terre.

Et le résultat du centre de masse de la lune qui tourne autour de la Terre en plus de la rotation de la lune sur elle même, ça ressemble pas un tout petit peu à la rotation de la lune par rapport à un axe passant par le centre de la Terre ?

[spin-up]

Le cheval n'est pas en mouvement de translation rectiligne uniforme, il est en accélération.

Le mouvement circulaire uniforme est une accélération, le vecteur de l'accélération est centripète avec comme direction, l'axe du manège. Et le corps de l'observateur, sur le cheval, ressentira la force centrifuge vers l'extérieur.

C'est ce que j'ai ecris. L'observateur peut savoir que le cheval est un referentiel non inertiel puisqu'il le voit accélerer.
Et dans un referentiel non inertiel, le PFD fait appel a des forces fictives (centrifuge en l'occurence).

[Sebass]

Si le pommeau non soudé tourne sur lui même de façon visible pour l' observateur "au centre",il tourne bien mécaniquement OK ?

Ok.

Si sa vitesse de rotation décroit jusqu'à paraître immobile en synchro avec le volant il passerait donc subitement en mode "rotation virtuelle" Et bien sûr reprendrait sa rotation mécanique en ralentissant encore paraissant tourner dans l'autre sens pour l'observateur ! Y-aurait-il pas un shimblik quelque part ?...

Je vois pas le shimblik.
En fait, je ne comprends pas bien ton énoncé.
L'observateur est encore au centre du volant comme dans ton premier énoncé ? (je vais supposer que oui)
Le volant est-il en rotation ? (Ça ne change rien pour l'observateur au centre du volant de toutes façons)
Donc pour que l'observateur au centre voit le pommeau immobile, la vitesse de rotation du pommeau devra décroître jusqu'à... zéro, comme si on soudait le pommeau en place.
Ensuite, si on défait la soudure, la rotation peut reprendre dans un sens ou dans l'autre, mécaniquement.

Pour que quelqu'un voit tourner mécaniquement sur lui-même un pommeau soudé, y-aurait-il pas un shimblik quelque part ?

[Sebass]

Si tu rends le volant invisible (mais toujours là), le pommeau fait juste une spirale dans l'air en plus de tourner sur lui même.

Quelle est la source de cette spirale ?
Moi je m'imagine un axe virtuel qui n'est pas au centre du pommeau.
Je vois une seule rotation, pas deux.

S'il y avait 2 pommeaux diamétralement opposés sur un volant invisible en rotation, je verrais un axe de rotation virtuel entre les 2 pommeaux.
2 corps en rotation autour d'un même axe (comme s'il y avait une corde entre les deux), une seule rotation.

Si le lanceur voit successivement toutes les face du pommeau, c'est parce que le pommeau tourne sur lui même pour le lanceur (c'est ça, l'observateur extérieur)..

On est d'accord là dessus.
Il manque juste une qualification à cette rotation.
Mécanique ou induite/virtuelle ?

[Sebass]

J'aimerais bien accepter cette idée de rotation synchrone et "marcher dans le rang" comme tout le monde.

Quand je dis "marcher dans le rang", je fais référence à mon premier message:

Tout ceci est établi depuis longtemps, fais consensus scientifique et est indiscutable.

Mais bon, ça ne fonctionne pas pour le moment.
Je n'ai pas encore eu ce déclic qui me permettrait de sortir du "côté sombre" de la rotation

Vous êtes très aimables d'avoir essayé, il n'y a eu aucune insulte ou "attaque condescendante" en près de 150 messages !
Mais je pense qu'on a pas mal fait le tour de la question.
Les mêmes arguments viennent et reviennent sous une forme ou une autre (ce n'est pas un reproche envers qui que ce soit), ça commence à être improductif.

Je ne suis pas fermé à poursuivre la discussion, mais je doute un peu de son utilité.
Jusqu'à.... l'ultime démonstration...


Merci !

[Etienne Beauman]

Je n'ai pas encore eu ce déclic qui me permettrait de sortir du "côté sombre" de la rotation

La cinématique ne "s'occupe pas"* des rotations par rapport à un axe "externe" dans l'espace.

Si t'as lu le topic sur futura science, tu dois te rappeler l'exemple donné de "faire tourner" une souris de pc, avec le pouce qui reste toujours du même côté.

Ce mouvement n'est pas une rotation !
C'est une translation circulaire autour d'un axe "fixe", c'est une révolution.
Maintenant si tu veux "faire tourner" ta souris de pc comme la terre, tu dois lui donner un mouvement de rotation sur elle même (ça la cinématique aime bien) en plus de la révolution.

La confusion de départ : pourquoi expliquer par deux rotations, ce qu'on explique par une ???!

L'astuce : ce ne sont pas deux rotations, mais une révolution et une rotation.

*Dans le sens où elle va dissocier ce mouvement en deux autres.

[Tanukis]

J'aimerais bien accepter cette idée de rotation synchrone et "marcher dans le rang" comme tout le monde.(...)

Mais bon, ça ne fonctionne pas pour le moment.
Je n'ai pas encore eu ce déclic qui me permettrait de sortir du "côté sombre" de la rotation (...)

Je ne suis pas fermé à poursuivre la discussion, mais je doute un peu de son utilité.
Jusqu'à.... l'ultime démonstration...


Merci !

Je veux bien essayer

Il me semble que lorsque tu considère* le couple Terre-Lune, tu adopte un point de vue géocentrique . Or les mouvements des planètes ( et de leur satellites) doivent être étudier d'un point de vu héliocentrique .
En effet le soleil est le centre** de notre système solaire. Il sert donc de référence pour les mouvements de tous les objets qui compose celui-ci . Si tu te place sur le soleil, tu verra bien la lune tourner sur elle même, d'où les différentes phases de la Lune (du point de vue de la Terre) .

Il y a une expérience simple à faire chez toi : tu prends deux objets sphériques (une pomme et une mandarine par exemple). Tu en place un au milieu d'une table (la pomme ). Sur le deuxième ( la mandarine) tu fais un repère et tu le place à une 30e de cm du premier objet avec le repère diriger vers celui ci, et toi tu te place dans l'alignement des 2 objets ( en claire mandarine, pomme et toi) . Toi, sans changer de place, tu décrit un cercle avec la mandarine autour de la pomme . Soit le repère est toujours diriger vers la pomme et donc , de ton point de vue, la mandarine tourne sur elle même. Soit le repère est toujours diriger vers toi et la mandarine ne tourne pas sur elle même .

CQFD : la Lune tourne bien sur elle même

J'espère avoir été assez claire dans mes explications .

Ps : c'est pas bien de jouer avec de la nourriture

*rassure toi tu n'es pas le seul loin de là
** par vraiment , il existe un barycentre à notre système solaire mais pour la démonstration on va rester simple