Diapositive 1

3.2. Les effets d’une force.
Tous les objets qui nous entourent subissent des actions
exercées par d’autres objets. Ces actions mécaniques se
manifestent par leurs effets. Pour une action modélisée par une
force ces effets sont :
• la mise en mouvement d'un objet,
• la modification du mouvement d'un objet,
• la déformation d'un objet,
• le maintient de l'équilibre d'un objet.
3.2. La chute des corps.
Voir le TP n°12- L’Univers
Conclusions.
 Lorsqu’un objet n’est soumis qu’{ son poids, on dit qu’il est en
chute libre.
 Le phénomène de chute libre des objets dans l’univers ne
dépend que de l’intensité de la pesanteur de l’astre qui attire
l’objet situé à l’altitude h de sa surface :
Objet
Altitude h
Rayon
+
Astre de masse M
R
Constante de la gravitation universelle en N.kg-2.m2
Masse de l’astre
considéré en kg
Intensité de la
pesanteur sur l’astre
considéré en N.kg-1
g
Rayon de l’astre en m
GM
R  h
2
Altitude de l’objet par
rapport à la surface de
l’astre en m
Conclusions.
 Lorsqu’un objet n’est soumis qu’{ son poids, on dit qu’il est en
chute libre.
 Le phénomène de chute libre des objets dans l’univers ne
dépend que de l’intensité de la pesanteur de l’astre qui attire
l’objet situé à l’altitude h de sa surface :
 Le phénomène de chute est indépendant de la masse de l’objet :
une plume et un marteau suivent la même évolution (même loi
des vitesses) lors de leur chute s’ils sont lâchés simultanément
de la même hauteur.
3.4. Des satellites à la Lune.
Objet lancé avec une vitesse
initiale v2 selon
l’horizontale du lieu
v2 > v1
Objet lâché
(pas de vitesse initiale)
Objet lancé avec une vitesse
initiale v1 selon
l’horizontale du lieu
Les trajectoires des objets
lancés sont des paraboles
Surface terrestre
Que va-t-il se passer à un moment donné si l’objet
est lancé avec une vitesse de plus en plus grande ?
L’objet devient un
satellite de la Terre !
La trajectoire du
satellite est un cercle
Terre
La trajectoire du
satellite est une ellipse
Et si on le lance avec
une vitesse encore
plus grande ?
La trajectoire du satellite
devient une parabole ou
une hyperbole selon les
conditions initiales
Terre
L’objet quitte l’attraction terrestre et subit
celle du Soleil (il devient une sonde spatiale) !
 Conclusions.

La trajectoire d’un objet en mouvement sous l’action de
la gravitation dépend des conditions initiales de ce
mouvement : sa position initiale et sa vitesse initiale.

Si la vitesse initiale est nulle ou inférieure à une certaine
valeur l’objet retombe sur Terre.

Pour une vitesse de lancement suffisante l’objet reste en
orbite autour de la Terre : il devient un satellite de la
Terre.

Il existe une vitesse de lancement particulière pour
laquelle le satellite décrit un cercle à vitesse constante
autour du centre de la Terre.

Si la vitesse de lancement est suffisamment grande le
satellite quitte l’attraction de la Terre et devient un
satellite du Soleil.
Remarque : l’orbite d’un satellite (naturel ou artificiel) d’une
planète est située dans un plan qui passe
obligatoirement par le centre de cette planète.
 Cas de la Lune.

La Lune est un satellite naturel de la Terre sous l’effet de
la force de gravitation exercée par la Terre. Dans le
référentiel géocentrique sa trajectoire est en première
approximation un cercle décrit à vitesse constante.

Calculons la vitesse de la Lune sur son orbite autour de
la Terre dans le référentiel géocentrique.
TSidérale  27,3 j
d Terre / Lune  3,84 105 km
Apogée, périgée, c’est quoi ?
Quel est le référentiel
dans cette situation ?
Apogée : point de la trajectoire d’un satellite se trouvant { la
plus grande distance de la Terre.
Périgée : point de la trajectoire d’un satellite se trouvant { la
plus petite distance de la Terre.
Périgée
P
Terre
Si le Soleil est le
centre attracteur on
parle de périhélie et
d’aphélie.
A
Apogée
Pourquoi la lunaison est-elle différente de la période de révolution sidérale ?
S
L
Étoile
fixe
T
Nouvelle Lune
S
S
L
T
27,3 jours plus tard ce n’est
pas encore la nouvelle Lune
L
T
Il faut encore attendre 2,2
jours pour la nouvelle Lune
27,3 + 2,2 = 29,5 j
La lunaison correspond à la durée séparant deux nouvelles lunes consécutives.
Elle est de 29,5 jours environ.
Référentiel terrestre
La période de révolution sidérale correspond à la durée que met la Lune pour
faire un tour autour de la Terre par rapport à une étoile fixe. Elle est de 27,3
Référentiel géocentrique
jours environ.