ii- pourquoi la lune ne tombe t
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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 cicontre). 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 FG 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 FG (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 FG exercée par la Terre sur cet objet au voisinage de la Terre. Bureaucrispelraccourci vers dynamicfichierouvrir project2 Initialiser vitesse modifier Fixez une valeur (en m/s) de 1 et un angle (en °) de 0° entre Vo et l’axe des abscisses. Cliquez sur OK. Trajectoiretracé 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 Fichierouvrir lune Initialiser vitesse modifier Fixez une valeur (en m/s) de 100 et un angle (en °) de 90° entre Vo et l’axe des abscisses. Cliquez sur OK. Trajectoiretracé 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 : trajectoireréinitialiser. 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 Fichierouvrir 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 : Forcesdéfinir force centralenewtonOKOKOK-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.
