Activité
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Répondre aux questions posées sur le diaporama : réponse et correction 1. Unité de masse dans le système international et instrument de mesure 2. Unité du poids dans le système international et instrument de mesure 3. Quelle grandeur dépend du lieu où l’objet se trouve ? 4. Courbe P = f(m) 5. Relation entre P et m 6. Attraction Lune / Terre 7. Mouvement planètes des Ouvrir le simulateur de lancer de boulet de canon : http://www.collegelouisguilloux.fr/pedagogique/physique/la%20gravitation/simulateur_1_10_min.html Quelle est la trajectoire du boulet quand il est lâché sans vitesse initiale ? ………………………………………… Quelle est la trajectoire du boulet quand il est lancé horizontalement avec une vitesse moyenne ? ………………….. Pourquoi tombe-t-il sur le sol ? ………………………………………… Comment évolue le point d’impact quand on augmente la vitesse du lancer ? ………………………………………… Observer le mouvement du boulet pour une vitesse initiale maximale : Pourquoi ne s’écrase-t-il pas sur le sol ? ………………………………………… Pourquoi tourne-t-il autour de la Terre ? ………………………………………… Après avoir visionné la vidéo « Newton et la gravitation » sur le site de la Cité des sciences, répondre aux questions suivantes : http://www.citesciences.fr/cs/Satellite?c=Page&cid=1195216550963&packedargs=pdpa=2&pagename=Portail/GRU/PortailLayout&p id=1195216502897 1. Pourquoi la pomme tombe-t-elle sur la Terre ? 2. La Lune tombe-t-elle sur la Terre ? Que se passerait-il si sa vitesse initiale avait été nulle ? si sa vitesse était plus grande ? 3. Que signifie l’adjectif « universel » ? Pourquoi dit-on que la loi de gravitation est universelle ? Au XVIIe siècle, Isaac Newton a découvert que deux corps massifs s'attirent avec une force proportionnelle au produit de leur masse et inversement proportionnelle au carré de leur distance. Souvenons-nous des bonds que faisaient les cosmonautes sur la Lune, alors qu'ils portaient un scaphandre si énorme (plus de 100 kg !) que leur mobilité terrestre s'en trouvait très réduite. C'est que la gravité de la Lune, c'est-à-dire la force avec laquelle la Lune attire les masses, est 6 fois moins importante que celle de la Terre. Il lui est aisé de faire des bonds de cabri ! Toutes choses égales par ailleurs, un saut sera donc d'autant plus long que l'intensité de la pesanteur est faible. Autrement dit, un sauteur franchissant 2 m en hauteur sur la Terre, franchira, sans scaphandre bien sûr, 12 m de hauteur sur la Lune D'après «D'où viennent les pouvoirs de Superman ? Physique Ordinaire d'un super héros», Roland Lehoucq, EDP sciences. 1. Déduire du texte la formule de la force de gravitation F exercée par la Terre sur le cosmonaute au sol, en notant la masse du cosmonaute m, la masse de la Terre MT, la distance les séparant d et la constante de proportionnalité G. Calculer la valeur de cette force en prenant m = 180 kg , M T = 6,01024kg , d rayon de la terre 6400 km, G = 6,6710–11 uSI 2. Calculer le poids P du cosmonaute sur Terre (valeur de la pesanteur : g = 9,8 N.kg–1) ; comparer P et F. 3. Calculer de deux manières le poids du cosmonaute sur la Lune. Données : masse de la Lune ML = 7,31022 kg rayon de la Lune : RL = 1740 km 4. « Toutes choses s’attirent dans l’Univers et tombent les unes sur les autres » : calculer la force gravitationnelle F’ exercée par la fusée (Mfusée 3000 t) sur le cosmonaute à d = 1m de lui. Pourquoi n’a-t-elle pas d’effet sur le cosmonaute comparée à la force de gravitation F exercée par la Terre ? La loi de gravitation universelle : RETENIR Deux corps A et B, de masse mA et mB , dont les centres sont séparés par une distance d, exercent l’un sur l’autre des forces attractives de même valeur : F= G m A mB d2 mA et mB en kg, d en m , G : constante de gravitation universelle 6,6710–11 SI, et F en N RETENIR La pesanteur terrestre résulte de l’attraction terrestre. Le poids P d’un objet placé à proximité de la Terre correspond à la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur lui Le poids P d’un objet d’un objet est proportionnel à sa masse m : P = m g où g est la valeur de la pesanteur du lieu où est l’objet (P en newton N, m en kg, g en N.kg–1) Quelle est la masse du cosmonaute sur la Lune ? Comparer le poids du cosmonaute sur la Lune PL et sur la Terre PT.
