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Concept
Vitesse radiale
Résumé
thumb|La vitesse V(t) d'un objet à la position x(t) a une composante radiale VR(t) par rapport à l'observateur qui peut varier grandement avec la trajectoire de l'objet (en pointillés rouges).
La vitesse radiale est la vitesse d'un objet mesurée dans la direction du rayon (ou la ligne de visée) vers (valeur négative) ou depuis (valeur positive) le point d'observation. La mesure de la vitesse radiale se fait de plusieurs façons et ce concept est utilisé dans de nombreux domaines dont la mesure par radar Doppler, les sonars, les échographies et en astronomie.
Le mouvement d'un objet par rapport à un observateur peut être décomposé en deux axes orthogonaux : radial et tangentiel. La vitesse radiale (v) (VR(t) sur le graphique) ne donne donc pas la valeur du vecteur vitesse de l'objet (v) (V(t) sur le graphique), mais uniquement la composante de celui-ci sur la ligne de visée. La vitesse radiale est donc v = v cos θ, où θ est l'angle formé par la ligne de visée vers le mobile et la trajectoire de celui-ci.
Pour connaître les autres composantes, c'est-à-dire les composantes tangentielles à la ligne de visée verticalement et horizontalement (VT(t) sur le graphique à deux dimensions), il faut en général observer le mouvement propre de l'objet, et connaître sa distance. Ces deux paramètres sont souvent difficiles à déterminer, en particulier le premier.
La vitesse radiale peut être mesurée de plusieurs manières. Dans une situation simple, l'observateur peut noter le temps de passage de la cible près de repères qui sont à des distances connues de sa propre position. Par exemple, un automobiliste sur une autoroute peut estimer la vitesse d'approche d'une automobile arrivant par une bretelle d'accès.
Les radars et les sonars émettent des ondes qui sont retournées par des cibles. L'onde revenant d'un objet possédant une vitesse radiale est sujette à l'effet Doppler, par conséquent la fréquence retournée (F) diminue (décalage vers le rouge) si l'objet s'éloigne (vitesse radiale positive) et augmente (décalage vers le bleu) s'il se rapproche (vitesse radiale négative).
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