DS2

Devoir surveillé n°2
Exercice 1 : Le mouvement.
1) Qu’est-ce qu’un référentiel ? Donner deux exemples de référentiels très utilisés en physique en les
décrivant.
On considère la situation suivante : une valise est fixée sur le porte-bagages d’une moto roulant à 120 km.h-1, en
ligne droite sur une autoroute. Pour les questions 2) à 4), choisir la ou les bonne(s) proposition(s) et la ou les
recopier sur votre copie.
2) La valise est animée d’un mouvement rectiligne uniforme dans :
a) le référentiel de la moto b) dans le référentiel terrestre c) le référentiel géocentrique d) le référentiel
héliocentrique.
3) La valise est immobile dans :
a) le référentiel de la moto b) dans le référentiel terrestre c) le référentiel géocentrique d) le référentiel
héliocentrique.
4) La vitesse de la valise est de 120 km.h-1 dans :
a) le référentiel de la moto b) dans le référentiel terrestre c) le référentiel géocentrique d) le référentiel
héliocentrique.
5) En combien de temps la moto parcourt-elle 230 km ?
6) Tracer les positions (représentées par des croix) d’une moto ayant un mouvement rectiligne accéléré et
d’une autre ayant un mouvement circulaire uniforme.
7) Voici l’enregistrement d’un mouvement obtenu en lançant un
solide sur coussins d’air accroché par une ficelle à une masse
posée au centre d’une table puis en coupant la ficelle. Une
croix est tracée toutes les 30ms.
a. Dans quel référentiel le mouvement est-il étudié ?
b. Ce mouvement peut se décomposer en deux phases.
Décrire le mouvement correspondant à chacune des
deux phases du mouvement.
8) Un satellite de télécommunication est dit géostationnaire
c'est-à-dire qu’il reste toujours à la verticale d’un même
point situé à la surface de la Terre. Décrire sa trajectoire dans le référentiel terrestre puis dans le référentiel
géocentrique.
Exercice 2 : Gravitation.
On considère dans le référentiel géocentrique, un satellite artificiel de masse ms décrivant une orbite circulaire
autour de la Terre de rayon rs et de même centre que la Terre. La distance entre le centre de la Terre et le centre du
satellite est donc égale à rS.
Données: masse de la Terre MT = 5,98.10 24 kg; rayon de la Terre RT =6,38.10 3km; masse du satellite ms= 712kg; rayon
de l'orbite circulaire du satellite rs=3,67.10 4km (depuis le centre de la Terre donc!).
La constante G de gravitation vaut G=6,67.10-11S.I
1) Rappeler l’expression de la force de gravitation qui s’exerce en deux corps de masse m1 et m2 distants de d.
2) Faire un schéma sur lequel vous représenterez la Terre, le satellite en orbite et où vous préciserez les
distances connues.
3) Donner l'expression littérale (=formule avec les lettres symbolisant les valeurs des données) de la force
d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite (F0) lorsque celui-ci est posé sur le sol
(surface de la Terre) avant d'être lancé. Calculer la valeur de F0.
4) En déduire le poids du satellite sur terre ainsi que la valeur de g, intensité de la pesanteur à la surface de la
Terre.
5) Donner l'expression littérale (=formule avec les lettres symbolisant les valeurs des données) de la force
d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite lorsque le satellite est sur son orbite (on note
alors la force FS). Calculer la valeur de FS.