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Début Et Fin Du Jour


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Quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi les dates des heures maximum du lever et minimum du coucher du soleil ne sont pas les mêmes.

J'explique avec le calendrier de la poste 2004.

En décembre, l'heure minimum du coucher du soleil est 16h52 du 8 au 14 décembre.

En décembre et janvier, l'heure minimum de lever du soleil est 8h46 du 28 décembre au 4 janvier.

Hors en hiver l'axe de rotation de la terre et le centre du soleil sont dans un plan perpendiculaire au plan de l'écliptique. Et les dates devraient être les mêmes.

Merci d'avance pour votre réponse.

Cordialement

Jacques Fraboulet

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Je ne peux pas l'affirmer avec certitude, mais je pense que c'est à cause du fait que l'heure légale d'un endroit n'est pas exactement égale à son heure solaire.

 

heure légale = heure que donne une horloge

heure solaire = heure que donne un cadran solaire

 

Par exemple, l'heure légale de Paris et de Berlin est la même (GMT +1), mais leurs heures solaires sont différentes.

 

Je pense que les seuls endroits, où les dates des heures (légales) maximales du lever et minimales du coucher du soleil sont les même, sont ceux où heure légale locale = heure solaire locale.

 

EDIT : après reflexion, je me suis rendu compte que le décalage entre heure légale et heure solaire ne fait que décaler d'une certaine valeur les heures des levers/couchers du soleil, ca ne répond donc pas à la question, toutes mes excuses.

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Salut

 

Je ne voudrais pas m'avancer mais je pense que cela viens du fait que la terre a une orbite elliptique....et/ou que son axe de rotation n'est pas "droit"

 

De là à t'expliquer le pourquoi du comment....pas à cette heure ci !!

 

Aurora

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Salut,

 

Je propose plutôt d'imaginer que cela tient à la latitude du lieu considéré. J'imagine qu'en un point de la terre situé dans le plan de l'écliptique tu aurais satisfaction (2 fois par an). Il ne nous reste plus qu'à trouver le calendrier de la poste d'un bled situé à la latitude 23°26'. Eeeeuh... nord ou sud?

Qui a dit qu'il se faisait tard? :dort:

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Message écrit par Aurora@Jan 1 2005, 03:53 AM

Salut

 

Je ne voudrais pas m'avancer mais je pense que cela viens du fait que la terre a une orbite elliptique....et/ou que son axe de rotation n'est pas "droit"

 

De là à t'expliquer le pourquoi du comment....pas à cette heure ci !!

 

Aurora

 

Je ne pense pas que ce soit cela. Car dans la plan de l'écliptique les jours durent 12h et les nuits 12h. Plus on séloigne de l'écliptique plus l'écart entre nuit et jour augmente.

Je me demande si l'écart n'est pas du au fait que le méridien de Paris n'est pas dans le même plan que le plan formé par l'axe de rotation de la terre et le centre du soleil au solstice d'hiver ?

Cordialement Jacques Fraboulet

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Si on prend une photo d'un paysage avec le soleil, toutes les 24h pendant 1 an, et qu'on superpose ces 365 photos, on voit que le soleil parcourt une espèce de 8 qu'on appelle un analemme.

En voici un exemple :

 

analemme.jpg

 

Les 2 extrémités de l'analemme (en haut à gauche et en bas à droite sur l'image du haut) correspondent aux solstices.

Le noeud de l'analemme correspond aux équinoxes (le soleil est au même endroit à l'équinoxe de printemps et d'automne donc).

 

Ainsi, l'analemme du lever du soleil donne ceci pour l'hémisphère Nord :

 

analemma-rise-north.jpg

 

Et voici l'analemme du coucher du soleil pour l'hémisphère Nord :

 

analemma-set-north.jpg

 

Sur ces 2 schemas, on voit que Dec 21 (solstice d'hiver), latest sunrise (lever le plus tard) et earliest sunset (coucher le plus tôt) ne se font pas au même moment.

 

Si la Terre avait un mouvement parfaitement circulaire, je pense que l'analemme serait un vrai 8 (avec les 2 boucles de même tailles).

 

La seule explication que je vois au problème est le fait que l'axe de rotation de la Terre soit incliné.

 

Les 2 schemas proviennent de ce document, qui est très intéressant :

http://www.math.nus.edu.sg/aslaksen/calendar/sunrise.html

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Très intéressant cette histoire d'analemme, je n'en avais jamais entendu parler. Par contre je ne vois pas d'explication au problème soulevé par Jacques...

 

Il y a peut-être tout simplement une erreur dans le calendrier de la poste ! :p

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Si l'axe de rotation de la Terre n'était pas incliné, je pense qu'on observerai une droite à la place de l'analemme, et donc, l'intersection entre l'horizon et le point le plus bas de cette droite se ferait bien au point qui correspond au solstice d'hiver.

Ainsi il y aurait bien la symétrie.

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Si on suppose que la Terre ne tourne pas autour du Soleil et tourne uniquement sur elle-même (à vitesse angulaire constante), alors, en un point donné de la Terre (excepté à l'intérieur des cercles polaires où les jours et les nuits durent 6 mois), il y aurait la même durée de temps entre le levé du Soleil et le Zénith que entre le Zénith et le couché du Soleil. La raison est simple: le plan formé par l'axe de rotation de la Terre et le Soleil (vu comme un point) est, évidement, un axe de symétrie qui permet de comparer l'après midi à l'avant midi comme dans un mirroir.

 

Je le répète, ceci est valale en n'importe quel point de la terre (excepté à l'intérieur des cercles polaires). Cependant, la durée du jour et de la nuit dépendent de la latitude à laquelle on se trouve. Le jour et la nuit vallent tous les deux 12 heures à l'équateur.

 

Ceci dit, il se peut que midi ne soit pas l'heure à laquelle le Soleil est au Zénith. En fait, cela dépend de où on est dans son fuseau horaire, du changement d'heure et de toutes les conventions humaines intervenant dans le calcul de l'heure.

 

Maintenant, prenons en compte que la Terre tourne aussi autour du Soleil. Lors d'une même journée, entre le lever et le coucher du Soleil, il s'écoule un certain temps pendant lequel la Terre va avancer sur sa trajectoire autour du Soleil (peut importe que celle-ci soit elliptique ou circulaire). Et, cela modifie légèrement l'heure attendue pour le coucher du Soleil en faisant le calcul par rapport à l'heure du lever du Soleil et de l'heure du Zénith. C'est exactement le même style de décalage que celui entre les heures du lever du Soleil prises deux jours successifs.

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4soir tt le monde :)

 

Si l'axe de la Terre était vertical (càd perpendiculaire au plan de l'ecliptique) le jour et la nuit seraient d'une durée égale partout tout au long de l'année et il n'y aurait pas de saisons.

 

cf. H.A. REY in SACHEZ LIRE LES ETOILES ed. EMOM

 

Ce bouqin là c'est ma bible depuis... pfuiiiiiiiii 1975 à peu près. Alors par pitié, me faites pas douter de ma bible astro.

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Cette page explique pas mal de choses, perso je savais pas que ça s'appellait un analemme! :p

 

http://www.astrosurf.com/lombry/analemme.htm

 

Pour ceux qui ont vu "seul au monde" avec Tom Hanks, il en dessine un dans sa grotte en utilisant le premier rayon de soleil de chaque jour, et il se reconstitue un calendrier... C'était une image qui m'avait bien marquée :rolleyes:

 

Bon ciel à tous!

 

Emmett

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Message écrit par pioneer6014@Jan 5 2005, 08:40 PM

Donc si j'ai bien compris le décalage relevé par Jacques est simplement dû au fait qu'entre le lever et le coucher du Soleil, la Terre a avancé de manière non négligeable sur son orbite ?

 

Oui et que son axe de rotation n'est pas perpendiculaire au plan de l'écliptique.

 

 

En fait, à un instant donné, il n'y aura pas de décalage si l'axe de rotation de la Terre est perpendiculaire à la direction d'où vienne les rayons. Cela ne se produit qu'à deux instants chaque année.

Cela aurait été possible en permanence que si et seulement si l'axe de rotation de la terre avait été perpendiculaire au plan de l'écliptique, ce qui n'est pas le cas.

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‘soir tt le monde !

 

Alors voilà… Pas satisfait de ma réflexion :angry: ni convaincu par nos réponses à Jacques :wacko: et titillé par les remarques de Pionner :hmm: , j’ai continué à y réfléchir. :bang: J’ai commencé par reformuler la question de Jacques (pO vu qu'elle était clairement résumée dans le titre (ok ok :boulay:) qui nous demande pourquoi le jour de l’année où le soleil se lève le plus tard n’est pas également celui où il se couche le plutôt. En fait, il se et nous demande pourquoi « la matinée » n’as pas la même durée que « l’après-midi » et il a bien raison. Formulé autrement ça donne « Pourquoi la durée de la course du Soleil depuis le lever jusqu’au zénith serait-elle différente de la durée de sa course depuis le zénith jusqu’au coucher ?. Instinctivement je me dis « y’a pas de raison ». :nono: Je viens donc de passer 3 petites heures sur le site de l’IMCCE et là : SURPRISE! :huh: Le passage du soleil au méridien d’un lieu donné et donc au zénith de ce lieu ne se fait non pas systématiquement à midi mais parfois un peu avant voire beaucoup (jusqu’à 25’26’’ pour ma simulation sur 2005) et parfois un peu après (jusqu’à 5’15’’ pour ma simulation sur 2005).

J’ai donc relevé les heures de lever, zénith et coucher du soleil en un lieu situé à 2°15’0’’E et 48°58’0’’N (au hasard ! :p ) aux dates suivantes : 22 mars, 22 juin, 22 septembre et 22 décembre (toujours au hasard… :p:p ) et là j’ai constaté qu’elles sont quasiment égales ; écart maxi 55’’.

Jacques, c'est pas beaucoup ça... T'es d'accord? "On peut considérer que l’heure du lever est équidistante de l’heure du coucher par rapport à l’heure du zénith".

J’ai fait le calcul pour la date du 11 décembre 2004 avec les données suivantes :

Lever 7h36’45’’ Zénith 11h44’26’’ Coucher 15h51’57’’.

J’obtiens 4h7’21’’ entre le lever et le zénith et 4h7’31’’ entre le zénith et le coucher soient, 10’’ d’écart.

J’ai gambergé autant que j’ai pu, je ne sais pas expliquer ces quelques secondes d’écart ni la raison pour laquelle le zénith n’est pas à midi. J’ai imaginé que tout ça tenait à ce que nos horaires légaux résultent de conventions diverses comme le rappelait Royal_Orchid dès le début et j’ai donc fait la manip pour Greenwich ; résultats : 7h57’27’’ 11h53’26’’ 15h49’14’’ soit un écart de 21’’ entre les durées des 2 parties du jours et pas de zénith à midi. Je penche pourtant pour une explication de cet ordre. Vais tenter d'aller consulter les sages de l'IMCCE :barbe: pour avoir un avis autorisé.

Wouaala ! B)

PS: Il y a p'tèt' aussi qq chose à voir du coté de la définition du lever et du coucher. J'ai cru comprendre que la définition est loin d'être simple et universelle.

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Message écrit par pioneer6014@Jan 5 2005, 08:40 PM

Donc si j'ai bien compris le décalage relevé par Jacques est simplement dû au fait qu'entre le lever et le coucher du Soleil, la Terre a avancé de manière non négligeable sur son orbite ?

 

Je me suis dit la même chose. Cela pourrait expliquer un écart d'une journée. Mais l'écart est de 20 jours (entre 11 décembre et 31 décembre). Comme si le coucher du soleil était déphasé de 20 jours sur le lever du soleil.

Donc il doit y avoir une autre raison.

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hello,

 

Jacques, as-tu lu ma réponse? Je crois que ce décalage n'existe pas et que la course du soleil est bien de la mm durée avant et après le zénith. Ce que tu lis sur le calendrier de la poste et autres éphémérides basées sur l'heure légale est trompeur.

 

bonne journée ;)

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Comme je l'ai dit plus haut, le décalage entre heure légale et heure solaire n'est qu'un décalage d'une certaine valeur précise pour un endroit donné.

Il est midi en heure solaire, lorsque le soleil est au plus haut.

 

Le 10 janvier à Paris, en heure légale, on a pour le soleil :

 

lever : 8h43, transit : 12h58, coucher : 17h13 (données Redshift 5)

 

Le transit se fait à 12h heure solaire, il y a donc un décalage de 58 min entre heure légale et heure solaire.

 

donc, en heure solaire :

 

lever : 7h45, transit : 12h00, coucher 16h15 (heure solaire = heure légale - 58 min)

 

Cette conversion ne modifie pas le fait que si le soleil se lève de plus en plus tôt/tard, c'est valable aussi bien en heure légale qu'en heure solaire.

Le jour du lever/coucher le plus tôt/tard n'en est pas modifié.

 

Je ne pense donc pas que la solution du problème initial soit une affaire de conversion d'heure.

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Je reprends mon message, puis je continuerai le raisonnement pour mettre en évidence que le jour où le soleil se couche le plus tôt n'est pas celui où il se lève le plus tard.

 

Message écrit par Lolo@Jan 5 2005, 07:52 PM

Si on suppose que la Terre ne tourne pas autour du Soleil et tourne uniquement sur elle-même (à vitesse angulaire constante), alors, en un point donné de la Terre (excepté à l'intérieur des cercles polaires où les jours et les nuits durent 6 mois), il y aurait la même durée de temps entre le levé du Soleil et le Zénith que entre le Zénith et le couché du Soleil. La raison est simple: le plan formé par l'axe de rotation de la Terre et le Soleil (vu comme un point) est, évidement, un axe de symétrie qui permet de comparer l'après midi à l'avant midi comme dans un mirroir.

 

Je le répète, ceci est valale en n'importe quel point de la terre (excepté à l'intérieur des cercles polaires). Cependant, la durée du jour et de la nuit dépendent de la latitude à laquelle on se trouve. Le jour et la nuit vallent tous les deux 12 heures à l'équateur.

 

Ceci dit, il se peut que midi ne soit pas l'heure à laquelle le Soleil est au Zénith. En fait, cela dépend de où on est dans son fuseau horaire, du changement d'heure et de toutes les conventions humaines intervenant dans le calcul de l'heure.

 

Maintenant, prenons en compte que la Terre tourne aussi autour du Soleil. Lors d'une même journée, entre le lever et le coucher du Soleil, il s'écoule un certain temps pendant lequel la Terre va avancer sur sa trajectoire autour du Soleil (peut importe que celle-ci soit elliptique ou circulaire). Et, cela modifie légèrement l'heure attendue pour le coucher du Soleil en faisant le calcul par rapport à l'heure du lever du Soleil et de l'heure du Zénith. C'est exactement le même style de décalage que celui entre les heures du lever du Soleil prises deux jours successifs.

 

Conséquence de ceci.

 

Pour simplifier, parlons en heures solaires (c'est-à-dire mettons le Soleil au Zénith à midi). Admettons que un jour, le soleil se lève à 12-x heure. Et bien, ce même jour, le Soleil ne se couchera pas à 12+x heures, mais plutot à 12+x+y heures où la variable y est due au fait que la Terre avance encore sur son orbite au cour de la journée en question.

 

Tous ces y, ajoutés au cours d'une année, feront la différence entre la durée d'une année sidérale et la durée d'une année solaire.

 

Les valeurs de x et de y varient chaque jour, mais restent positives.

Le Soleil se lèvera le plus tard quand 12-x sera maximum, c'est-à-dire quand x sera minimum.

Le Soleil se couchera le plus tôt quand 12+x+y sera minimum, c'est à dire quand x+y sera minimum.

Mais, à priori, il n'y a pas de raison que x et x+y soient minimums le même jour, puisqu'il n'y a pas de raison que x et y le soient le même jour.

C'est, je pense, la raison qui explique le décalage entre le jour où le Soleil se lève le plus tard et le jour où le soleil se couche le plus tôt.

 

Il serait souhaitable de pousser le raisonnement encore un peu plus loin pour bien mettre en évidence que x et y ne sont pas minimums le même jour...

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Message écrit par nougaramel@Jan 6 2005, 05:52 AM

hello,

 

Jacques, as-tu lu ma réponse? Je crois que ce décalage n'existe pas et que la course du soleil est bien de la mm durée avant et après le zénith. Ce que tu lis sur le calendrier de la poste et autres éphémérides basées sur l'heure légale est trompeur.

 

bonne journée ;)

 

Je viens de relire ton message. Et après réflexion cela me convient. Un décalage lié aux heures légales. J'ai pris mon logiciel d"éphéméride Astro et celui-ci me redonne bien cette symétrie. Le calendrier de la poste est donc trompeur.

Merci pour ton aide à résoudre ce problème.

Cordialement

Jacques Fraboulet

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Message écrit par Lolo@Jan 6 2005, 12:14 PM

Pour simplifier, parlons en heures solaires (c'est-à-dire mettons le Soleil au Zénith à midi). Admettons que un jour, le soleil se lève à 12-x heure. Et bien, ce même jour, le Soleil ne se couchera pas à 12+x heures, mais plutot à 12+x+y heures où la variable y est due au fait que la Terre avance encore sur son orbite au cour de la journée en question.

 

Tous ces y, ajoutés au cours d'une année, feront la différence entre la durée d'une année sidérale et la durée d'une année solaire.

 

Les valeurs de x et de y varient chaque jour, mais restent positives.

Le Soleil se lèvera le plus tard quand 12-x sera maximum, c'est-à-dire quand x sera minimum.

Le Soleil se couchera le plus tôt quand 12+x+y sera minimum, c'est à dire quand x+y sera minimum.

Mais, à priori, il n'y a pas de raison que x et x+y soient minimums le même jour, puisqu'il n'y a pas de raison que x et y le soient le même jour.

C'est, je pense, la raison qui explique le décalage entre le jour où le Soleil se lève le plus tard et le jour où le soleil se couche le plus tôt.

 

Il serait souhaitable de pousser le raisonnement encore un peu plus loin pour bien mettre en évidence que x et y ne sont pas minimums le même jour...

 

Cette solution me semble la plus élégante pour expliquer le problème initial, mais je pense que ca ne fonctionne que si l'axe de rotation de la Terre est inclinée.

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Message écrit par royal_orchid@Jan 6 2005, 03:22 PM

Cette solution me semble la plus élégante pour expliquer le problème initial, mais je pense que ca ne fonctionne que si l'axe de rotation de la Terre est inclinée.

 

Non, cela fonctionne même si l'axe forme un angle droit avec le plan de l'écliptique. Cependant, dans ce dernier cas, x est toujours constant et égal à 6 (heures). Donc, comme la valeur moyenne de y est d'environs 4 minutes seulement, on a alors l'impression que la durée du jour ne varie (presque) pas: il n'y a plus de saison.

 

 

La raison pour laquelle les deux variables x et y ne sont pas minimales en même temps est sans doute que l'orbite est légérement elliptique...

 

A appronfondir...

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'soir tt le monde,

 

Il serait souhaitable de pousser le raisonnement encore un peu plus loin pour bien mettre en évidence que x et y ne sont pas minimums le même jour...

Soit ! Mais d’abord deux remarques.

 

Les valeurs de x et de y varient chaque jour, mais restent positives.

A en croire les éphémérides, y n’est pas systématiquement positif.

 

Mais, à priori, il n'y a pas de raison que x et x+y soient minimums le même jour, puisqu'il n'y a pas de raison que x et y le soient le même jour.

Pour ma part, j’ai tendance à penser intuitivement qu’il n’y a pas de raison à l’existence de y. Pourquoi et par quel mécanisme me suis-je demandé, « le soleil mettrait plus de temps à atteindre le zénith qu’à atteindre l’horizon » ?

 

Ensuite,

J’ai appliqué à la démonstration de Laurent les valeurs de 2005 en remplaçant 12 par l’heure UTC de zénith et x par l’heure de lever du jour le plus court et du jour le plus long.

En 2005 chez moi les 2 jours où le soleil se lève le plus tard sont le 1er janvier et le 31 décembre.

Les jours où ils se lèvent le plus tôt sont les 15, 16 et 17 juin.

Les heures de lever, zénith et coucher prises en compte sont les suivantes :

 

01/01/2005 :

L1=07h46’41’’ Z1=11h54’40’’ C1=16h02’50’’ Z1-L1=04h07’59’’ C1-Z1=04h08’10’’ Δ1=00h00’11’’

 

30/12/2005 :

L2=04h46’42’’ Z2=11h54’40’’ C2=16h02’50’’ Z2-L2=04h08’29’’ C2-Z2=04h07’32’’ Δ2=-00h00’51’’

 

15/06/2005 : L3=03h48’02’’ Z3= 11h51’29’’ C3=19h55’06’’ Z3-L3=08h03’27’’ C3-Z3=08h03’37’’ Δ3=00h00’10’’

 

16/06/2005 : L4=03h48’00’’ Z4=11h51’42’’ C4=19h55’32’’ Z4-L4=08h03’42’’ C4-Z4=08h03’50’’ Δ4=00h00’08’’

 

17/06/2005 : L5=03h48’00’’ Z5=11h51’55’’ C5=19h55’55’’ Z5-L5= 08h03’55’’ C5-Z5=08h04’00’’ Δ5=00h00’05’’

 

J’ai donc tort y existe. Mais s’il existe bel et bien un écart entre la durée de la course depuis l’horizon jusqu’au zénith et la durée de la course depuis le zénith jusqu’à l’horizon, cette différence est minime sinon négligeable et loin des 98’ qui interpellaient Jacques.

Ceci étant, en bon puristes, nous nous devons tout de même d’essayer de comprendre la raison de cet écart qui soit dit en passant n’est pas toujours positif (ex. Δ2). Je dirais intuitivement qu’il tient effectivement à l’angle de l’axe terrestre avec le plan de l’écliptique. J’ajouterai même toujours intuitivement, que c’est peut-être là que ce cache ce quart de jour qu’on nous ressert tous les 4 ans sous la forme d’un 29 février.

Je suis arrivé au bout de mon imagination sur le sujet.

D’autre ont-ils de quoi realimenter la réflexion ?

 

@++ ;)

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Message écrit par nougaramel@Jan 6 2005, 07:41 PM

Pourquoi et par quel mécanisme me suis-je demandé, « le soleil mettrait plus de temps à atteindre le zénith qu’à atteindre l’horizon » ?

 

Bien vu! :);)

 

Effectivement, ce n'est pas très logique d'avoir procédé comme je l'ai fait car la Terre avance aussi entre le lever et le Zénith, si bien qu'elle retarde celui-ci par rapport à ce que je disais... :p

 

Donc, le lever à lieu à 12-x-y/2 et le coucher à 12+x+y/2, et tout mon raisonnement tombe à l'eau pour des raisons de symétrie! :confused:

 

J'ai l'impression qu'on ne va pas y arriver qualitativement... Il va falloir faire des calcul en tenant compte que l'orbite est elliptique... :wacko:

 

 

NB: Tel que je concevais y, il s'agissait d'un retard (donc d'un nombre positif) puisque la Terre tourne d'Ouest en Est sur elle-même et avance le jour vers l'Ouest au tour du Soleil. :)

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Message écrit par Lolo@Jan 6 2005, 09:19 PM

J'ai l'impression qu'on ne va pas y arriver qualitativement... Il va falloir faire des calcul en tenant compte que l'orbite est elliptique... :wacko:

 

Pour les calculs, je laisse le boulot à d'autres mais intuitivement (toujours :p ) je crois (rappel: Croire c'est ne pas savoir :p:glisse: ) bien que c'est là que ça se passe. Le fait que l'écliptique soit elliptique fait que le rayon soleil/terre varie. Variant, il génére une... une... accélération ou un ralentissement de... l'accès à sa lumière . Désolé je sais pas le dire autrement mais je sens bien que ça se passe par là. Frustrant de pas savoir le dire :angry:

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Lorsque la Terre est au plus loin du soleil (vers le 4 juillet), la vitesse de défilement du soleil dans le ciel est la plus faible de l'année.

 

Donc, la vitesse moyenne de défilement de la matinée du 20 juillet est plus petite que la vitesse moyenne de défilement de l'après midi du 20 juillet.

 

Et il y a bien un y donc, je n'avais pas pensé à ca.

 

Par contre, je reste convaincu que l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre y est pour quelque chose aussi, même si moi aussi je l'avoue, j'ai du mal à l'expliquer.

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L'inclinaison de l'axe de la Terre "fausse " sans doute la donne.

 

Autre chose encore...

Pourquoi le zénith n'est-il pas atteint à midi?

Parce que les Terre tourne sur elle-même en "un peu moins de 24h "?

Allez savoir...

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