Aplatissement

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Aplatissement d'une ellipse.
Aplatissement d'un ellipsoïde de révolution.

En géométrie, l'aplatissement est la mesure de la compression d'un cercle ou d'une sphère.

L'aplatissement est couramment noté f {\displaystyle f} , initiale de l'anglais flattening.

L’aplatissement d’une planète est une mesure de son « ellipticité » ; une sphère a un aplatissement de 0, alors qu’un disque infiniment mince a un aplatissement de 1. Une planète en rotation a une tendance naturelle à s’aplatir, l’effet centrifuge créant un « bourrelet équatorial ».

L’aplatissement d'une planète est défini par[1]:

f = a b a {\displaystyle f={\frac {a-b}{a}}}

avec a {\displaystyle a} le rayon équatorial et b {\displaystyle b} et le rayon polaire de la planète. En conséquence, l'aplatissement est aussi défini par :

f = ver ( o ε ) = 2 sin 2 ( o ε 2 ) = 1 cos ( o ε ) 15 π 4 G T 2 ρ   ; {\displaystyle f={\mbox{ver}}(o\!\varepsilon )=2\sin ^{2}\left({\frac {o\!\varepsilon }{2}}\right)=1-\cos(o\!\varepsilon )\approx {\frac {15\pi }{4GT^{2}\rho }}\ ;}

o ε {\displaystyle o\!\varepsilon \,\!} est l’excentricité angulaire, c'est-à-dire arccos(b/a). L’approximation, valide dans le cas d’une planète fluide de densité uniforme, est fonction de la constante de gravitation universelle, G {\displaystyle G} , de la période de rotation T {\displaystyle T} et de la densité ρ {\displaystyle \rho } .
Il existe également un deuxième aplatissement, f' (parfois dénoté en tant que « n ») :

f = tan 2 ( o ε 2 ) = 1 cos ( o ε ) 1 + cos ( o ε ) = a b a + b {\displaystyle f'=\tan ^{2}\left({\frac {o\!\varepsilon }{2}}\right)={\frac {1-\cos(o\!\varepsilon )}{1+\cos(o\!\varepsilon )}}={\frac {a-b}{a+b}}} .

Notes et références

  1. (en) Cole G.H.A et Woolfson M.M., Planetary Science : The Science of Planets around Stars, Bristol and Philadelphia, Institute of Physics Publishing, , 508 p. (ISBN 0-7503-0815-X), p. 22
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