C1 15-16

Physique
Nom :
C1, Novembre 2015
No :
Classe : 2de
Durée : 50 minutes
L’usage de la calculatrice scientifique est autorisé
Exercice 1 : Relativité du mouvement (8 points)
1. Un hélicoptère effectue un vol stationnaire : la cabine est immobile par rapport au sol.
Donner, en le justifiant, la forme de la trajectoire d’un point A situé à l’extrémité d’une pale de l’hélice :
a. Dans le référentiel de la cabine de l’hélicoptère,
b. Dans le référentiel terrestre.
2. L’hélicoptère effectue maintenant un vol rectiligne horizontal à la vitesse constante de 90 km/h.
a. Dans quel référentiel la trajectoire du point A est-elle circulaire ?
b. Dans quel référentiel le mouvement d’un point N du nez de l’hélicoptère est-il rectiligne
uniforme ? Justifier.
c. Convertir la vitesse de l’hélicoptère en m/s.
d. Quelle distance l’hélicoptère parcourt-il en 8,0 s ?
e. Représenter 5 positions successives occupées par le point N de l’hélicoptère pendant 16 secondes.
Echelle : 1 cm représente 50 m.
Exercice 2 : Année de lumière (4 points)
Le 18 Février 2006, la sonde spatiale Swift détecte dans la constellation d’Ariès située à 440 millions
d’années de lumières une explosion d’une supernova (étoile qui finit sa vie en explosant).
1. Quelle est la durée, en seconde, mise par la lumière produite par l’explosion pour nous parvenir.
2. a. Déterminer la distance, en mètre, nous séparant de cette supernova, en utilisant la notation
scientifique.
b. Donner l’ordre de grandeur, en mètre, de cette distance.
Données : vitesse de la lumière dans le vide : c = 3,00 x 108 m/s
1 année= 365,25 jours
Exercice 3 : Rotation de la Terre autour de l’axe des pôles et satellite (8 points)
1. Par rapport aux étoiles fixes, la Terre tourne sur elle-même autour de l’axe Pôle Sud - Pôle Nord en
23 heures 56 minutes.
a. Calculer la vitesse d’un objet situé à l’équateur où le rayon terrestre vaut 6380 km ?
b. Calculer la vitesse d’un objet situé à Bordeaux où la distance à l’axe Pôle Sud - Pôle Nord est
de 4510 km ?
2. L'orbite des satellites géostationnaires est un cercle situé dans le plan de l'équateur à une altitude h
de 36 000 km. Ces satellites conservent toujours la même position par rapport à la Terre, et
permettent donc d'observer en continu la même portion du globe, ou de transmettre des données
numériques.
a. i. Dans quel référentiel observe-t-on le mouvement circulaire des satellites géostationnaires ?
ii. Définir ce référentiel.
b. Quelle doit être la valeur de la période de révolution du satellite géostationnaire pour qu'il
conserve toujours la même position par rapport à un observateur situé sur Terre ?
c. Déterminer la vitesse du satellite géostationnaire par rapport :
i. au référentiel terrestre.
ii. au référentiel géocentrique.
Données : - Rayon terrestre RT = 6380 km
- Durée mise par la Terre pour effectuer un tour complet autour de l axe des pôles :
T= 23 heures 56 minutes