TP10 tir parabolique et satellites

TP1 Chimie
Mouvement d’un mobile soumis à la force de gravitation
Objectif : Etudier dans deux cas bien différents le mouvement d’un solide soumis à la
force de gravitation.
Matériel : Logiciel avimeca, tableur excel.
Compétences: p 123, p130, p134
I) Etude de la trajectoire d’un projectile parabolique
1°) Acquisition de la trajectoire
 Placer le repère au sol, l’axe vertical passant par la position initiale du mobile.
 Etalonner le logiciel avimeca 2.6, la personne visible sur
l’écran mesurant 1,80m.
Equation horaires de la trajectoire d’un
 Acquérir les points de la trajectoire du centre de gravité
projectile
du triangle cartonné.
Ces équations ont été déterminées en cours:
 Exporter ces points vers excel.
x(t)  v0 x .t  x0

2°) Analyse de la trajectoire

1
y(t)   gt²  v0 y .t  y0
 Tracer grâce à excel les courbes x(t) et y(t).
2

 Ajouter sur chacun de ces graphes la courbe de tendance appropriée ainsi que son équation numérique.
3°) Détermination des paramètres de la trajectoire
En identifiant l’expression théorique des équations horaires établies en cours (voir encadré) et les équations
obtenues sous excel déterminer (en précisant les unités bien sur…):
a) Les coordonnées à l’origine du mobile.
b) Les coordonnées du vecteur vitesse à l’instant initial.
c) La norme du vecteur vitesse à l’instant initial
d) l’angle que fait le vecteur vitesse avec l’horizontale.
e) La valeur de l’accélération de la pesanteur (g).
Lire sur les graphes en laissant les construction sur les impressions:
f) L’altitude maximum ymax atteinte par le mobile.
g) La valeur de x(t) lorsque y(t) vaut ymax.
Force d’attraction gravitationnelle (2de et 1ère S)
Deux corps de masses mA et mB distant de r
II) Détermination de la masse d’un Astre
s’attirent mutuellement. L’intensité de la force
Les masses des astres ne peuvent bien sur pas être
d’attraction en newtons (N) est:


déterminées directement expérimentalement. Elles
m .m
FA / B  FB / A  G A B
découlent de différentes observations célestes.
r²
On considérera dans la suite du TP que :
mA et mB : masses en kg
 les satellites étudiés ne sont soumis qu’a la force de
r: distance en m
leur planète centrale.
-11
G=6,67.10 SI
 Les trajectoires des satellites étudiés sont circulaires
v²R
En appliquant la deuxième loi de Newton à un satellite on peut démontrer la relation suivante: M 
G
R étant le rayon de la trajectoire du satellite, v sa vitesse moyenne, G la constante universelle de la gravitation et
M la masse de la planète centrale (planète autour de laquelle le satellite gravite).
1°) Détermination de la masse de la terre
En utilisant les données jointes répondre aux questions suivantes:
1°) Déterminer le rayon de la trajectoire de la lune autour de la terre en mètres.
2°) Déterminer la vitesse moyenne de la lune en rotation autour de la terre.
3°) En déduire grâce à la relation vue en introduction la masse de la terre, puis vérifier la donnée du tableau.
2°) Détermination de la masse de Jupiter
1°) Reporter sous excel les données mesurées sur le photographies. En ajustant les bouton, déterminer la période
de révolution de Ganymède
2°) Déterminer grâce aux documents fournis en annexe l’angle maximum sous lequel est vu la distance jupiter
ganyède. En déduire la distance jupiter ganymède.
3°) En déduire la vitesse de déplacement de Ganymède.
4°) Vérifier la valeur de la masse de Jupiter annoncée dans le tableau.
TP1 Chimie
Données
période de rotation propre: C'est le temps que met un astre à faire un tour sur elle même.
période de révolution: C'est le temps que met un astre à parcourir une fois sa trajectoire.
Données concernant le système solaire
1 u.a. = 15x1010 m
Astre
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Pluton
Lune
Soleil
Masse de la terre 6.1024 kg
Rayon de
Rayon moyen de
Masse relative à
l’astre
l’orbite
celle de la Terre
6
(en 10 m)
(en u.a.)
0,0548
2,57
0,389
0.807
6,31
0,724
1,00
6,38
1,000
0,107
3,43
1,524
319
71,8
5,200
94,8
60,3
9,510
14,7
26,7
19,18
17,2
24,8
30,08
0,100
3
39,4
0,0123
331
1,74
695
2,57 10-3
---
Période de
rotation
(en 103s)
5,05x103
21,0x103
86,4
88,5
35,4
36,0
38,8
56,9
551
Période de
révolution
(en 106 s)
7,60
19,4
31,6
59,4
374
930
2,66x103
5,20 x103
7,82 x103
2,3512.103
2,14
2,3512
---
G
T

dTJ= 4,6ua
J