Jeudi 21 mai Contrôle de physique 2° Tout résultat doit être justifié

Jeudi 21 mai
Contrôle de physique
2°
Tout résultat doit être justifié. Les applications numériques seront faites à la fin du raisonnement.
Un soin tout particulier sera apporté à la rédaction et à la présentation des résultats.
Calculatrice autorisée.
Données à utiliser dans les différents exercices:
Constante de gravitation universelle: G = 6,67.10-11 N.m2.kg-2
Pesanteur à la surface de la Terre: gT = 9,81 N.kg-1
Pesanteur à la surface de la Lune: gL = 1,6 N.kg-1
Masse de la Terre: MT = 5,98.1024 kg
Rayon de la Terre: RT = 6,38.106 m
Distance Terre-Lune: DTS = 3,84.105 km
Période de révolution de la Lune autour de la Terre: T = 27,3 jours.
I)
On a marché sur la Lune (4 points)
Le 21 juillet 1969, Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont marché sur la Lune. Les deux astronautes ont ramassé 21,7
kg de roches lunaires.
1) Quel était le poids des roches sur la Lune?
2) Quelle était la masse de ces roches une fois rapportées sur Terre?
3) Quel était le poids de ces roches une fois rapportées sur Terre?
II)
La tête en bas? (6 points)
Sarah s'entraîne sur le terrain de sports de son lycée à Londres (Royaume uni). Au même moment, Nelson est en
cours de maths à Johannesburg (Afrique du sud).
1) Calculer la valeur de la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur Sarah.
Quel est le nom usuel de cette force?
Donnée: Les masses de Sarah et Nelson sont sensiblement identiques et valent mS = mN = 55 kg
2) Représenter sans souci d'échelle cette force sur le schéma ci-contre
en notant S le centre de gravité de Sarah et T celui de la Terre.
3) Sur le même schéma, représenter la force exercée par la Terre sur
Nelson en notant N son centre de gravité.
4) La force exercée par la Terre sur un objet dépend elle de
l'hémisphère dans lequel il se trouve?
III)
Trajectoires de Vénus et du Soleil (5 points)
Vénus et la Terre tournent autour du Soleil avec un mouvement circulaire uniforme dans le référentiel
héliocentrique.
Le schéma ci-dessus représente aux mêmes dates les positions successives de la Terre (T), du soleil (gros points)
et de Vénus (petits points)
1) Quel est le référentiel utilisé pour représenter les positions des trois astres?
2) Décrire le mouvement du soleil dans ce référentiel.
3) Expliquer l'allure de la trajectoire de Vénus dans ce référentiel.
IV)
Rédiger correctement une solution (5 points)
La solution de l'exercice suivant a été rédigée par un élève puis annotée par un professeur.
Lire l'énoncé, les réponses de l'élève et les corrections suggérées puis rédiger une solution détaillé.
Dans le référentiel géocentrique, la Lune a une trajectoire circulaire et une vitesse dont la valeur est constante.
1) Quel est le mouvement du centre de la Lune par rapport à la Terre?
2) Quelle est la distance parcourue par le centre de la Lune lors d'une révolution autour de la Terre?
3) Calculer la valeur de sa vitesse en m.s-1 dans le référentiel géocentrique.