2nde t1ch7 correction exercices gravitation universelle 1

2nde
Thème 1 : l'univers
Chap 7 : la gravitation universelle
Corrections exercices
●Force gravitationnelle
Ex 2p301
Corrigé p 349
Ex 3p301
1.
2. La vitesse de la Lune lui permet de rester à distance de la Terre.
Ex 4p301
FA /B = G
D'après la formule du cours :
mA . mB
d2
a. Si la distance d est doublée, l’intensité de la force est 4 fois plus faible (d2=4)
b. Si la masse mA, est doublée, l’intensité de la force est doublée.
c. Si la distance d est divisée par 2, l’intensité de la force est multipliée par 4.
d. Si mA et mB sont divisées par deux, l’intensité de la force est divisée par 4.
Ex 5p301
FTitan/ Sonde = G
m Titan . mSonde
d2
−11
FTitan/ Sonde = 6,67.10
×
1,35.10 23×350
=87,5N
(6000.103)2
Ex 7p301
Ex 8p301
FTerre/Soleil = G
mSoleil . m Terre
FTerre/Soleil = 6,67.10
d2
−11
×
5,98.1024×1,99.1030
22
=3,53.10 N
11 2
(1,50.10 )
SPC
● Poids et force gravitationnelle
Ex 12p302
1. P1=m1×g=0,7×9,81=6,87 N
P2=m 2×g=0,670×9,81=6,57 N
2.
m1 . m Terre
24
0,700×5,98.10
=6,85N
2
RT
(6,38.106)2
24
m . mTerre
0,670×5,98.10
−11
FTerre/boule 2 = G 1
=6,67.10
×
=6,56N
R2T
(6,38.106)2
3. Les résultats sont à peu près identiques aux arrondis près.
FTerre/boule 1 = G
=6,67.10−11 ×
Ex 13p302
P 150
P=m×g ⇔m= =
=15,3 kg
g 9,81
1.
2. On a Fgravitation = P = 150N
Ex 14p302
1. On applique
P=m×g
P pôle nord=200×9,83=1966 N
Péquateur =200×9,78=1956 N
Péquateur =200×9,81=1962 N
2. a. On a Fgravitation = P dans les trois cas.
mobjet . mTerre
b. FTerre/objet = G
R 2T
La seule donnée susceptible de changer ici est le rayon terrestreRT, c’est-à-dire la distance du lieu considéré au centre de
la Terre.
c. Au vu des différences, mêmes minimes, on voit que le rayon de la Terre n’est pas constant et que la Terre n’est pas une
sphère parfaite.
Ex18p303
Corrigé p 349
Ex 19p303
1. Luna 2 a la même masse sur la Terre et sur la Lune, mais un poids différent. La masse ne dépend pas du lieu où se situe
l’objet.
3
2.a. P=m Luna×g=390×9,81=3,83.10 N
P=
b.
PL 3,83.103
=
=6,38.102 N
6
6
Ex 22p303
1. a. P=m LEM ×gTerre =15.103×9,81=1,5.105 N
P=m LEM ×g Lune =15.103×1,62=2,4.10 4 N
PLune 2,4.10 4
=
=2500 kg
2. On a m' =
g Terre
9,81
b.
Ex 23p304
1. la force gravitationnelle.
2. La vitesse du satellite (inertie) lui permet de rester en orbite.
24
mSatellite . mTerre
400×5,98.10
−11
=6,67.10
×
=64 N
3. FTerre/Satellite = G
R2
(50.106 )2
4. Non, g = 9,8 N·kg–1 n’est valable que pour les objets proches de la surface de la Terre.
Ex 24p304
1. P=m×g=0,700×9,81=6,87 N
mboule1 . mboule2
0,700×0,700
=6,67.10−11 ×
=6,5.10−9 N
2. Fboule1 /boule2 = G
2
−2 2
diamètre
(7,1.10 )
L’intensité de la force de gravitation entre les deux boules est un milliard de fois plus petite celle du poids : cette force est
négligeable devant le poids de la boule de pétanque.
● Modéliser une action mécanique par une force
Ex 9p156 (questions 1 et 3)
⃗
Ftable /Objet
⃗
P
Ex 13p156 (question 2)
Ex 14p156 (question 2)
● Principe d'inertie
Ex 16p157
Corrigé p347
Ex 17p157
1. La trajectoire est circulaire.
2. Les forces qui s’exercent sur la Lune ne se compensent pas car le mouvement n'est pas rectiligne uniforme.
3. La Terre exerce une action à distance sur la Lune (force de gravitation).
Ex 18p157
1. Il est rectiligne uniforme.
2. D’après le principe d’inertie, la voiture est soumise à des actions mécaniques (forces) qui se compensent.
3. Il n'y a pas de frottements (route verglacée). D’après le principe d’inertie, la voiture persévère dans son état de
mouvement rectiligne uniforme. Elle sera donc déportée vers l’extérieur du virage afin de continuer sa trajectoire
rectiligne.
Ex 19p157
1. Première phase : les sept premiers points sur la figure a , la vitesse augmente sur la figure b .
Seconde phase : les points 7 à 11 sur la figure a , la vitesse reste constante sur la figure b .
2. Dans la première phase, la vitesse augmente, les forces ne se compensent pas.
Dans la seconde phase,le mouvement est rectiligne uniforme, les actions mécaniques se compensent (principe de l'inertie)
Ex 21p157
1.a. Le surfeur est soumis à son poids (action de la Terre) et à la force de réaction de la piste.
b. Les actions mécaniques s’exerçant sur le surfeur se compensent. D’après le principe d’inertie, le mouvement
du surfeur est rectiligne et uniforme.
2. a. Sa vitesse diminue au cours du temps jusqu’à l’arrêt complet du surfeur.
b. Comme le mouvement n’est plus uniforme, les actions mécaniques s’exerçant sur le surfeur ne se compensent
plus.
Ex 23 p158
⃗
F Poussée d ' Archimède
⃗
P
2.a. La montgolfière aura un mouvement ascendant si la poussée d’Archimède a une intensité plus importante
que le poids.
b. La montgolfière aura un mouvement descendant si la poussée d’Archimède a une intensité plus faible que
le poids.
Ex 25p158 (questions 2 et 3)
2. Les actions mécaniques se compensent.
3.