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 le rôle de la pression

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jules
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MessageSujet: le rôle de la pression   Sam 20 Mar - 19:40

La pression au centre des astres tend à disperser la matière ou à la réunifiée ?
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Naos
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MessageSujet: Re: le rôle de la pression   Sam 20 Mar - 23:37

Il faut distinguer pression interne et pression externe. Tout gaz est doté d'une pression interne, qui provient des mouvements aléatoires des particules qui le composent. Cette pression est directement reliée à la température, tout simplement parce que la température représente une mesure, au niveau macroscopique, de la vitesse à laquelle s'effectuent les mouvements aléatoires et microscopiques. Cette pression interne est dirigée vers l'extérieur.

La pression externe est exercée par tout ce qui entoure la parcelle de matière à laquelle on s'intéresse, comme le centre d'un astre. Dans ce cas précis, la pression n'est rien d'autre que le poids des couches supérieures de l'astre, qui s'empilent jusqu'à la surface.

Dans le cas des étoiles, on considère que la matière qui les constitue se comporte comme un gaz. Alors, les deux types de pression interviennent et un équilibre s'instaure entre eux. D'où la stabilité des étoiles. Dans le cas des objets solides comme les planètes, il faut compter avec la cohésion interne des matériaux solides. Un gaz est considéré comme un ensemble de petites particules nettement séparées les unes des autres et, pour cette raison, peu sujettes aux collisions mutuelles. C'est l'exact inverse pour les solides, dont les particules constituantes sont assemblées les unes aux autres de manière compacte, et souvent organisées d'après des lois géométriques (les cristaux). Le simple fait que cet assemblage soit compact et organisé donne au solide une cohésion qui remplace la pression interne du gaz. Ce genre de cohésion de l'état solide est même nettement plus efficace que la pression interne gazeuse, vu la difficulté de comprimer un solide par rapport à un gaz.

Pour complément d'information, c'est quand la pression "externe" devient supérieure ou égale aux forces de cohésion interne que le corps solide prend une forme sphérique. Et comme la pression provient du poids qu'exerce chaque parcelle du corps sur celles qui sont en-dessous, et que le poids provient lui-même de la masse totale de l'objet, alors c'est finalement de la masse de l'objet solide que dépend sa forme et le seuil à partir duquel la forme sphérique apparaît est un seuil de masse. Il est cependant converti en seuil de taille, moyennant quelques suppositions raisonnables sur la densité du matériau solide dont est constitué l'objet que l'on étudie. Il y a une raison simple à cette pirouette : il est souvent plus facile de déterminer directement la taille d'un objet que sa masse.
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jules
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MessageSujet: Re: le rôle de la pression   Lun 22 Mar - 21:03

Donc plus un astre sera massif plus sa forme sera sphérique ?
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Parkeïs
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MessageSujet: Re: le rôle de la pression   Lun 22 Mar - 21:13

"plus sphérique" ne veut pas dire grand chose...

Disons qu'à partir d'une certaine masse, la gravité devient trop importante et donc l'objet devient sphérique.

C'est pour cela que les astéroïdes peuvent avoir des formes très étrange mais que tout ce qui est plus ou de même masse qu'une planète (même d'un satellite) est sphérique.
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Naos
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MessageSujet: Re: le rôle de la pression   Lun 22 Mar - 23:04

Plus proche d'une sphère parfaite, oui.

Il suffit de reprendre le raisonnement au complet : on a une force de cohésion interne dans le matériau solide qui lui donne sa résistance à la déformation. La déformation peut provenir d'une pression externe, et dans un corps solide astronomique, cette pression résulte du poids des couches recouvrant tout morceau de ce corps solide. Le poids de ces couches dépend de l'accélération de la pesanteur du corps. Cette accélération de la pesanteur varie avec la masse et la taille du corps. Elle augmente avec la masse et diminue avec la taille ; on peut dire aussi qu'elle augmente avec la densité.

Plus le corps est massif, plus sa pesanteur propre sera intense, plus l'intérieur sera soumis à une pression intense de la part des épaisseurs qui le recouvrent. Cela résulte en l'adoption d'une forme sphérique de plus en plus régulière, les bosses et les creux devenant de moins en moins marqués par rapport à la taille totale de l'objet.

Prenons le Mont Olympe sur Mars, qui mesure une vingtaine de kilomètres d'altitude. Transporté sur Terre, il subirait une pesanteur trois fois plus intense, et pèserait trois fois son poids martien. Mais son matériau ne change pas, c'est toujours de la lave durcie, et en subissant cette pression triplée, il s'affaissera par manque de résistance. Il est impossible, pour une bosse à la surface de la Terre, de dépasser l'altitude d'une dizaine de kilomètres.

A la limite, on peut décrire la forme irrégulière de la majorité des astéroïdes ou des noyaux cométaires comme une conséquence du fait que les bosses à leur surface ont une altitude voisine de la taille totale de l'objet. Il n'y a plus de forme sphérique qui tienne, dans ces conditions.

En considérant le cas extrême des étoiles à neutrons, objets les plus denses qui existent, il est possible de calculer qu'une bosse à leur surface ne pourrait pas dépasser quelques centimètres d'altitude (chiffre cité de mémoire, sujet à vérification). Il est donc impossible de se tenir debout, voire même couché, sur une étoile à neutrons : la pesanteur à leur surface est telle que notre poids serait littéralement insupportable pour nos os, lesquels se briseraient.
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jules
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MessageSujet: Re: le rôle de la pression   Mar 23 Mar - 14:24

pour les bosses des étoiles à neutron on parle en micrometre pas en centimetre
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MessageSujet: Re: le rôle de la pression   Aujourd'hui à 3:08

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