Chute d`un corps dans le référentiel terrestre

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Chute d'un corps dans le référentielterrestre
Que fait tout objet sur Terre si rien ne le retient ? ll tombe !
pourquoi tombe-t-il? ll tombecar la Terreexercesur lui une force appeléele poidsdu système.
Comment représenter cette force ? Cette force est modélisée par un vecteur force P dont les
sont les suivantes.
caiactéristiques
- direction: verticaledu lieu ;
'
- sens : vers le bas ',
- pointd'application
: centrede I'objet;
à la valeur(échelle).
- valeurdu vecteur: vecteurde longueurproportionnelle
par
un vecteur vitesse en chaque point de la
yifesse
alors ? Elle est également représentée
Et Ia
trajectoire.
eue//es sonf les caractéristiquesdu vecteur vitesse ? ll a 4 caractéristiques:
- direction: tangenteà la trajectoire;
- s e n s: c e l u id u mo u ve me n;t
- ori< r i r t
: p o si ti o nd e I'o b j e t;
à la valeur(échelle).
- valeuidu vecteur: vecteurde longueurproportionnelle
l- Étude de différentestrajectoiresd'une balle dans le référentielterrestre
possiblespour une balle(lesforcesde frottementssont négligées):
Voici3 trajectoires
a - verticaledescendante
b - verticaleascendantepuisdescendante
c - parabolique
1) euel est le systèmeétudié? le référentield'étude? A quelle(s)force(s)est soumis le systèmeune
fois le lancer(ou le lâcher)effectué?
? Le vecteur
2 ) Q u e l sg e s t e sa cco mp a g n e nl at b a l l epour qu' elledécr ivechacunede ces trajectoires
? Quelle grandeur changez-vous lors de vos différents lancers? Quelles
poids change-t-il
?
de cettegrandeurmodifiez-vous
caractéristiques
Étude de Ia trajectoire ascendanfe et descendante
1) Sur les schémassuivants,tracezles vecteurspoids(en rouge)etvitesse(en vert)sur la balle.
a
Phase
Phase
descendante
ascendante
.
'
2) Commentévolue la vitessedans les phasesascendanteset descendantes? Quelleest sa valeur
d a n sl a p h a s eb ?
3) Comparezles directionset les sens des vecteursP et V lors des phases a et c. Concluezen
de P sur la valeurde la vitesseet sur le mouvementdu systèmequand P et V ont
expliquantl'influence
m ê m ed i r e c t i o n .
Étude de la trajectoire parabolique
Logic i edl ' é t u d e: < T i r a u p a n i e r>
a - lnfluencede la valeur de la vitesseinitiate
P o u ru n a n q l ed e ti r d e 4 5 " , co mp l e te zl e tableausurvan
valeurde la vitesseen
m.s-'
maximale
hauteur
atteintepar le ballon
longueur maximale
atteintepar le ballon
4,2
7,3
8,7
10,5
Commentse moOitieta trajèitoiredu ballonquandla valeurde la vitesseinitialeaugmente?
b - tnfluencede la directionde la vifesse initiale
'1 0m . s , co
a D l e a us u l v a n
c o mp
r r l éez
t e ttableau
Pou ru n e v i t e s s ei n i t ia l ede l u m.s-t,
'
55
a n g l ed e t i r e n
45
65
75
hauteur maximale
parle ballon
atteinte
longueur maximale
atteintepar le ballon
d u b a l l o nquandI' anglede tir augm ente?
Commen st e m o d i f i ela tra j e cto i re
c - Conclusion
le but est m ar qué .
D onnezd e u xv a l e u r sd 'a n g l ed e ti r e t d e va l eurde vitessepourlesquelles
P et V.
position
et
indiquez
les vecteurs
du
ballon
une
Faitesun schémad'unetrajectoire.Dessinez
-{
Récapitulezles facteursdont dépendle mouvementdu ballonet leur influence.
ll - Quitteraou ne quittera pas l'attractionterrestre ?
Log ic ield ' é t u d e: < Sa te l l i sa ti o>n
Donnezàla vitesseles valeurs
Lelatellite est lancéavec une vitesseinitialede directionhorizontale.
s u i v a n t ees n m . s - ' e to b s e r v e z . 1 0 , 1 0 01, 0 0 0 ,5 0 0 0 ,6 0 0 0 , 6 5 0 07, 0 0 0 ,8 0 0 0 ,9 0 0 0 ,1 0 0 0 0e t 2 0 0 0 0 '
1) Que fait le satellitepour les vitessesde lancementles plusfaibles?
2) À partirde quellevitessede lancementle satelliteest-ilsatellisé?
3) À partirde quellevitessede lancementle satelliteest-illibéréde
l'attractionterrestre?
sur le schémaci-contreles troiscas observés:
4) Représentez
- écrasementdu satellite
- satellisation
- l ib érat i o dn u s a t e l l ite
lll - E t la L u n e , e s t - ceq u 'e l l eto mb e ve rs l a Ter r e ?
Alorsqu'enpensez-vous? La Lunetombeou elle ne tombepas ?
quelest le mouvement
d'uncorpsqui est soumisà des forcesqui se
d'inertie,
1) Selonle principe
ou à aucuneforce?
compensent
autourde la Terre ? Quel esfil ? Le principed'inertie
que
La lune est en mouvement
2) Est-ce
?
? Est-ellesoumiseà desforcesquise compensent
s'applique-t-il
t)l o rssu r l a Lune?
) xe rce (n a
3) Q uelle ( sf)o r c e ( s s'e
Qu e p e u tm o d i f i e ur n e fo rcesu r u n mo u ve ment?.
ReprésenlezlaforceexercéesÙrla lune par la Terre
sur le s c h é m ac i - c o ntre .
Alorsest-cequ'elletombe ?
à la trajectoireà chaqueinstant.
4) Le vecteurvitesseest perpendiculaire
Tra c ez -l es u r l e s c h é map ré cé d e nat u mê meendr oitque P.
All o n s p l u s l o i n . . .
S i la Lun e n ' é t a i ts ou mi seà a u cu n efo rce, elle aur ait un mouvem entrectiligneuniformeselon le
p ri n c iped ' i n e r t i eR. e g a rd e zsu r l e sch é maci -contr e:
Or, sa trajectoireest un cercleet au lieude s'éloignerde la Terre,
elle restetoujoursà une distanceconstantede la Terredonc elle
tomb e .
t d i fi eP d a nsce cas- là?
Qu elledo n n é ed u m ou ve me nmo
d e P su r l a valeurde la vitesse
t n fl u e n ce
Con c lue ze n e x p l i q ua nI'i
du systè meq u a n dP e t V ont des dir ections
e t s ur le m o u v e m e nt
per p e n d i c u l a i r e s .