ii- pourquoi la lune ne tombe t

TP DE PHYSIQUE P12
LA GRAVITATION UNIVERSELLE
I- ETUDE DU MOUVEMENT DE LA LUNE AUTOUR DE LA TERRE
La lune se trouve à une distance moyenne de 380 000 km de la Terre autour
de laquelle elle a un mouvement quasi-circulaire uniforme (voir schéma ci-
contre).
a) Dans quel référentiel est décrit ce mouvement ? Le principe d’inertie
s’applique t-il dans ce référentiel ?
b) En appliquant le principe d’inertie, dites si les forces appliquées à la lune se compensent ou non.
c) A partir de la question 2), montrez que l’application du principe d’inertie au mouvement de la Lune
autour de la Terre permet de conclure qu’au moins une force s’exerce sur la Lune.
La force d’attraction gravitationnelle notée
GF
est une force qui s’exerce à distance entre 2 corps
possédant une masse.
d) Sur le schéma précédent, représenter la force d’attraction gravitationnelle
GF
(T/L) exercée par la
Terre sur la Lune.
II- POURQUOI LA LUNE NE TOMBE T-ELLE PAS SUR LA TERRE ?
Pour comprendre ce fait, nous allons étudier la chute d’un objet au voisinage de la terre en
considérant qu’ en première approximation, le poids
P
d’un objet représente la même force que la
force d’attraction gravitationnelle
GF
exercée par la Terre sur cet objet au voisinage de la Terre.
Bureaucrispelraccourci vers dynamicfichierouvrir project2
Initialiser  vitesse modifier
Fixez une valeur (en m/s) de 1 et un angle (en °) de 0° entre
oV
et l’axe des abscisses. Cliquez sur
OK.
Trajectoiretracé
En conservant le même angle, donnez à Vo les valeurs successives de 1m/s, 2m/s, 10m/s, 100m/s et
1000m/s sans effacer les différents tracés.
a) Que se passe t-il lorsque l’on augmente la vitesse initiale de l’objet ?
b) Que peut-on imaginer si l’on lance un objet à une vitesse suffisamment élevée ?
La satellisation d’un corps consiste à le lancer de façon à ce qu’il tourne indéfiniment autour de la
Terre.
c) Comment faut-il lancer un objet afin de satelliser un objet autour de la Terre ?

d) Expliquez pourquoi, bien qu’elle soit constamment attirée par la Terre la Lune « ne tombe pas
sur la Terre ? »
III- CONDITIONS DE SATELLISATION DE LA LUNE
Fichierouvrir lune
Initialiser  vitesse modifier
Fixez une valeur (en m/s) de 100 et un angle (en °) de 90° entre
oV
et l’axe des abscisses. Cliquez
sur OK.
Trajectoiretracé
En conservant le même angle, faites varier la vitesse initiale en lui donnant successivement les
valeurs suivantes : 100 m/s, 200 m/s, 500 m/s, 1030 m/s et 2000 m/s. Pour effacer une trajectoire :
trajectoireréinitialiser.
a) Dessinez les différentes trajectoires obtenues :
100 m/s 200m/s 500m/s 1030 m/s 2000m/s
b) Quelle est la vitesse de satellisation VS de la Lune autour de la Terre ?
c) Quelles sont les deux conditions sur la vitesse de la Lune qui font qu’ il s’agit d’ un satellite naturel
de la Terre ?
IV- LANCEMENT D’UN SATELLITE
Fichierouvrir satellite.
a) En modifiant la vitesse de lancement du satellite, trouvez la vitesse de satellisation (la trajectoire
doit être circulaire).
Diminuez l’altitude du satellite : Forcesdéfinir force centralenewtonOKOKOK-1E7.
b) Trouvez la nouvelle vitesse de satellisation. Quelle est l’influence de l’altitude d’un satellite sur sa
vitesse de satellisation ?
Un satellite géostationnaire est un satellite lancé à une altitude 42 000 km et à une vitesse de 3100
m/s.
Réglez ces paramètres et lancez le satellite. Relevez le temps T qu’il met pour faire le tour de la
Terre (une période). Convertissez cette période en heures. Quel est l’intérêt d’un
satellite géostationnaire ?
La masse du satellite étant de 720 kg, calculez la force F s’exerçant entre ce satellite et la Terre.