Dunkerque 11 45 5,36

=382.= RETARD JOURNALIER DES MARÉES. Nous avons dit que la double

période du phénomène des marées, correspondant à une révolution diurne

de la lune, est de 24h 50m 28s (temps solaire moyen). Il résulte de lÃ

que l'heure de la pleine mer doit retarder chaque jour de 50m 28s. Ce

n'est là qu'une moyenne; ce _retard journalier_ de la pleine mer varie

avec les phases de la lune; il est de 39m seulement aux syzygies, et de

75m vers les quadratures.

INFLUENCE DE L'ÉTENDUE DE LA MER. Les marées ne sont sensibles et

considérables que dans les vastes mers, comme les deux océans et les

golfes qu'ils forment. Mais dans les petites mers, intérieures ou à peu

près intérieures, comme la mer Noire et la mer Caspienne, il n'y a pas

de marées. Dans la Méditerranée elle-même, les marées sont fort peu

sensibles.

=383.= CAUSES DES MARÉES. Ce sont les actions combinées de la lune et du

soleil sur les eaux de la mer qui produisent le phénomène des marées.

L'action de la lune est _prépondérante_; c'est ce qui fait qu'il y a une

liaison intime entre les circonstances du phénomène des marées et celles

du mouvement de la lune autour de la terre. Nous allons entrer dans

quelques développements sur ces causes des marées.

=384.= CAUSES DU PHÉNOMÈNE DES MARÉES. Pour nous rendre compte de ces

causes, nous pouvons sans inconvénient considérer la terre comme un

noyau solide sphérique entièrement recouvert par les eaux de la mer.

Celles-ci obéissant à la seule attraction du noyau solide, c'est-à-dire

à la pesanteur terrestre, doivent se disposer autour de ce noyau de

manière que leur surface soit exactement sphérique.

[Illustration: 290, Fig. 133]

Tenons compte maintenant de l'attraction de la lune. Soient T et L les

centres de la terre et de la lune. La figure représente une section du

noyau solide et de son enveloppe liquide par un plan mené par la droite

TL. En vertu du principe de la gravitation universelle (nº 323), la lune

attire toutes les molécules du noyau solide comme si la masse était

ramassée au centre, c'est-à-dire avec une intensité _fm_/_d_² (_f_ est

l'attraction de l'unité de massé à l'unité de distance, _m_ la masse de

la molécule, et la distance TL). La molécule solide _a_ se meut comme si

elle était attirée par cette force _fm_/_d_². La molécule liquide A, qui

est _libre_, est attirée par cette force _fm_/(_d_-_r_)², qui correspond

à sa distance LA = _d — r_ du centre de la lune. Cette force _fm /

(d-r)²_ plus grande que _fm / d²_ peut être considérée comme la somme de

deux forces _fm / d²_, _fm / (d-r)²-fm / d²_ agissant toutes deux dans

le sens AL. La force _fm / d²_ agissant à la fois sur la molécule solide

_a_ et sur la molécule liquide A les fait se mouvoir avec la même

vitesse, et s'il n'y avait que cette force, les molécules _a_ et A se

mouvant avec la même vitesse conserveraient leurs positions relatives.

L'eau A ne s'écarterait pas du fond _a_. Mais il faut tenir compte de

l'autre force _fm / (d-r)²-fm / d²_ qui, n'agissant que sur A, tend Ã

l'écarter du noyau solide dans le sens AL. Mais cette molécule A est en

même temps sollicitée dans le sens contraire AT par la pesanteur qui est

plus grande que la force _fm / (d-r)²-fm / d²_. Celle-ci a donc pour

effet de diminuer la pesanteur de sa propre valeur.

Si nous considérons de même toutes les molécules liquides de l'arc AC et

de l'arc AC', nous arriverons pour chacun à la même conclusion. L'effet

de l'attraction lunaire se réduit à une diminution de l'effet de la

pesanteur terrestre sur là molécule. Mais cette diminution de la

pesanteur est de plus en plus petite à mesure qu'on s'avance de A vers C

ou de A vers C'; car ces molécules sont de plus en plus éloignées de la

lune, dont l'action est moindre, et l'attraction de la lune au lieu

d'être directement opposée à la pesanteur, fait avec la direction de

celle-ci des angles de plus en plus grands. En résumé, l'effet de

l'attraction lunaire sur les molécules du demi-cercle liquide, est de

diminuer inégalement les effets de la pesanteur. Celle-ci agit sur ces

molécules avec une intensité qui va en diminuant de A vers C et de A

vers C'.

La même chose se passe sur la demi-circonférence CBC'. La molécule _b_

du noyau solide tend à se mouvoir vers la lune comme si elle était

sollicitée par une force égale à _fm / d²_. La molécule liquide B est

sollicitée dans le même sens par une attraction égale Ã

_fm_/(_d_ + _r_)²

plus petite que

_fm_/_d_².

Mais cette attraction peut être considérée comme la différence de deux

forces, l'une égale Ã

_fm_/_d_²

agissant dans le sens BL, l'autre égale Ã

_fm_/_d_² - _fm_/(_d_ + _r_)²

qui agit en sens contraire. La force

_fm_/_d_²

qui agit à la fois sur les molécules _b_ et B dans ce même sens leur

imprime des vitesses égales et ne peut changer la distance qui les

sépare. Cette distance ne peut donc être altérée que par la seconde

force

_fm_/_d_² - _fm_/(_d_ + _r_)²,

qui agit dans le sens de TB prolongée, c'est-à-dire en sens contraire de

la pesanteur. Cette force tend donc à diminuer l'action de la pesanteur

sur la molécule liquide B. Si on considère de même successivement les

molécules du quadrant BC et celles du quadrant BC', on arrive à la même

conclusion. L'attraction de la lune sur ces molécules a pour effet de

diminuer l'effet de la pesanteur; mais elle diminue la pesanteur de

quantités de plus en plus petites à mesure que l'on s'avance de B vers C

ou de B vers C', par les raisons indiquées à propos des quadrants

liquides AC et AC'.

En définitive l'anneau liquide ACBC' est composé de molécules

sollicitées par la pesanteur (force centrale) diminuée par des forces

contraires (forces centrifuges), qui vont en diminuant de A vers C et

vers C', de B vers C et vers C'. Cet anneau liquide peut être comparé Ã

un anneau d'acier qu'on fait tourner autour d'un axe pour démontrer par

expérience les effets de la force centrifuge. Les molécules de cet

anneau sont aussi sollicitées par des forces centrifuges inégales qui

diminuent de l'équateur vers chaque pôle (extrémité de l'axe). Les deux

anneaux sont exactement dans les mêmes conditions. Or l'anneau d'acier

s'allonge vers les points où la force centrifuge est la plus grande, et

s'aplatit vers les points où cette force est nulle. L'anneau liquide

doit donc s'allonger vers A et vers B et s'aplatir vers C et vers C'.

Mais en A et en B l'anneau s'allonge, l'eau s'éloigne du noyau solide,

c'est-à-dire du fond; elle monte, il y a _marée haute_. En C et en C' où

l'anneau s'aplatit, la surface de l'eau se rapproche du noyau solide,

c'est-à-dire du fond, la mer baisse; elle descend, il y a _basse mer_.

Si la lune restait en place, l'effet serait permanent; la mer serait

toujours haute en A et en B, basse en C et C', moyenne au point

intermédiaire. Mais la lune fait le tour de la terre en C et en C' dans

24h-1/2. De là les variations de niveau. La marée se déplace

progressivement; le flot suit la marche de la lune.

=385.= VALEUR DE LA FORCE QUI SOULÈVE LA MER. Nous avons vu que la force

qui fait monter la mer en A est

_fm_/(_d_ - _r_)² - _fm_/_d_².

Or _fm_/(_d_ - _r_)² - _fm_/_d_² = _fm_[_d_² - (_d_ - _r_)²]/_d_²(_d_ - _r_)²

= _fm_(2_dr_ - _r_²)/_d_²(_d_ - _r_)²

on sait qu'en moyenne _d_ = 60_r_ ou _r_ = 1/60 _d_; on peut donc, sans

trop grande erreur, négliger r² vis-à-vis de 2_dr_ au numérateur, et _r_

vis-à-vis de _d_ au dénominateur (d'autant plus que les effets de cette

modification se compensent en partie); en agissant ainsi on trouve, par

approximation, que la force en question a pour expression

2_fmdr_/_d_⁴ = 2_fmr_/_d_³.

Leçons de cosmographie à l'usage des lycées et collèges et de tous les établissements d'instruction publique · 第 109 / 117 题