TP 6: poids et mouvement de chute libre

TP 6: poids et mouvement de chute libre
But : un objet est en chute libre quand il n’est soumis qu’à son poids. Le but du TP est de
mesurer son poids sur différentes planètes et d’étudier certains paramètres influençant le
mouvement de chute libre.
I) le poids sur différentes planètes
Donnée : constante de gravitation universelle : G = 6,67x10-11 SI (unité du système
international
a) poids et force de gravitation
.Q1 : rappeler l’expression de la force gravitationnelle exercée par la Terre(masse MT) de rayon
RT sur un objet de masse m supposé ponctuel et posé sur sa surface . Donner l’expression de
cette force dans le cas ou l’objet est placé à la surface de la planète
Q2 : trouver l’unité légale de G , constante de gravitation universelle.
Q3 : rappeler l’expression du poids d’un corps de masse m sur Terre.
Q4 : L’intensité du champ de gravitation Terrestre est donnée par la formule :
2
T
T
R
M.G
Calculer sa valeur (attention aux unités légales)
Q5 Comparer la valeur de l’intensité du champ de pesanteur g = 9,8 N/kg au niveau du sol avec
l’intensité du champ de gravitation terrestre.
Conclusion
b) remplir le tableau suivant
nom de la
planète
mercure
Vénus
Terre
Lune
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Pluton
masse (kg)
3,29x1023
4,90x1024
5,98x1024
7,35x1022
6,58x1023
1,90x1027
5,69x1026
8,67x1025
1,03x1026
1,20x1022
rayon R de la
planète (km)
2439
6052
6380
1738
3397
71492
60268
25559
25269
1162
intensité g du
champ de
pesanteur
2
R
M.G
g
votre poids P
sur la planète
P = m.g
Q6 Au vue du tableau quelle est la différence entre le poids d’un corps et sa masse. Donner pour
chacun leur unité légale.
Q7 Sur quelle planète la force de gravitation est-elle la plus faible ? La plus élevé ?
II) chute libre d’un ballon sur différentes planètes
Q8 Utiliser le logiciel Hatier Microméga. Simuler la chute libre d’un ballon sur la Terre,
la Lune et Mars. On prendra comme vitesse initiale v = 0. On utilisera la chronophotographie
et on affichera le vecteur vitesse au cours du temps. Marquer la trajectoire. Comment
varie la valeur de la vitesse au cours du temps pour les 3 planètes?
Q9 Quelles sont les trajectoires sur les 3 planètes ?
Q10 Donner pour chaque planète le mouvement de la balle. Qu’ont-ils en commun, qu’ont-ils de
différent ? Reprendre la chute libre d’un objet sur Terre en changeant la masse. A-t-elle une
influence sur le mouvement ?
Q11 Placer vous sur Terre et donner une valeur à la vitesse initiale. Décrire le mouvement. En
quel point la vitesse est-elle minimale ? Maximale ?