Texte du TP - Créer son blog

TP physique : Lancer des satellites : une lutte pas si impossible contre la
gravitation…
I) Mouvement de la Lune et force appliquées.
 Dans quel référentiel faut-il se situer pour que le mouvement de la Lune soit circulaire ?
a) On va essayer de comprendre le mouvement de la Lune. Lancer le logiciel Dynamic
Faire Fichier>Ouvrir et dans le répertoire Dynamic ouvrir le fichier Lune.dat.
Vérifier que le mouvement de la lune est circulaire en faisant trajectoire>tracé (bien observer les boutons
stopper et relancer).
Une fois que la trajectoire est dessinée faire Trajectoire>réinitialiser
 Que va-il se passer selon vous, si on enlève la force exercée par la Terre sur la Lune ?
Pour vérifier, on va « relancer » la Lune, lorsqu’elle aura fait environ un quart de cercle, appuyer sur le
bouton Stopper , puis Force>Supprimer. Puis cliquer sur Ok pour supprimer Fg, puis faire relancer
 Que devient la trajectoire de la lune ? Est-ce cohérent avec le principe d’inertie ?
II) Lancer de satellites utilisant le logiciel « satellites »
Evolution de la vitesse
Satellite
De quoi dépend
la
satellisation ?
Temps entre 2
positions
Corps central attracteur
Vitesse Vox
Altitude
1- Influence de la vitesse
 Bloquer l’altitude (Xinitial = 0 ; Yinitial = 60000 km environ), et laisser les masses inchangées
- Faire varier Vox = 0, 1000, 2000, 3000 et 4000 m/s. Superposer vos diverses trajectoires.
- Représenter ces cas différents remarquables sur la copie d’écran ci-dessus.
- Déterminer la vitesse initiale (Vox) nécessaire à appliquer pour que le satellite ait une vitesse constante au
cours de son mouvement. Que peut-on dire alors de sa trajectoire ?
La représenter sur la fiche bilan et noter sa valeur.
On peut visualiser la vitesse en cliquant sur l’onglet vitesse, la durée de rotation sur le chrono…
Noter la vitesse nécessaire et la durée d’un tour correspondante.
2- Influence de l’altitude du satellite
On veut savoir si l’altitude du satellite change la durée de rotation et la vitesse à lui donner.
 Emettre une hypothèse, et la vérifier grâce au logiciel.
 Noter les valeurs obtenues vous ayant permi de valider ou d’invalider votre hypothèse.
Conclure.
3- Orbite géostationnaire :
Les satellites utilisés pour les communications ou le GPS sont des satellites dits « géostationnaires ».
V0X = 3075 m/s ; Xinitial = 0 ; Yinitial = 42297 km ; Masse du corps central M = 6 (.1024) ;
- Quelle est la trajectoire du satellite ?
- Que peut-on dire de la vitesse au cours de son mouvement ?
- Noter la durée mise par le satellite pour faire un tour. Comparer à celle de la rotation terrestre.
- En déduire l’intérêt des satellites géostationnaires. (considérons par exemple la distance tour Eiffelsatellite)
III) Etude de la gravitation à la surface de la Terre.
Matériel : une petite « masse », une balance et un dynamomètre (appareil servant à mesurer la
valeur d’une force.
Mesurer la masse de l’objet : ex m=
0.2
kg
Mesurer son poids.
P=
?
N
Représenter les forces appliquées à l’objet suspendu.
Est-ce que les forces se compensent ?Justifier
Faire le calcul P / m ( P divisé par m)pour différentes masses marquées.
masse (kg)
Poids (N)
P/m
200 g
Conclusion : existe-t-il un lien entre la masse et le poids à la surface de la Terre ?
IV) Paramètres influant sur la force d’attraction Terrestre.
Neil Armstrong (5 août 1930 - ), astronaute et pilote d'essai américain, est le
premier homme à avoir marché sur la Lune. En dehors de ses compétences de
pilote et d'ingénieur, c'est le fait d'être un civil et non un militaire comme la très
grande majorité des astronautes qui fit désigner Armstrong comme premier
homme sur la lune.
Parti 3 jours plus tôt à bord d'Apollo 11, il sortit le premier du module lunaire,
posa le pied sur la Lune le 21 juillet 1969 et déclara :
« That's one small step for man, one giant leap for mankind. », pléonasme qui se traduit par : « C'est un petit
pas pour l'Homme, mais un pas de géant pour l'humanité. »
Sa masse sur la Terre est de 70 kg, quel est donc son poids ?
La masse de Buzz Aldrin, le second homme à avoir posé le pied sur la Lune est de 65 kg, il a donc un poids
différents d’Armstrong.
1) En utilisant la définition du poids en terme de force trouver le 1er paramètre influant sur l’attraction
Terrestre.
2) Hergé en 1953 publie » on a marché sur la Lune », et
imagine les Duponts sautant très haut et facilement sur la
Lune.
Que cela signifie-t-il par rapport à la force d’attraction de la Lune ,
comparée avec celle de la Terre ?
En quoi la Lune est différente de la Terre (sa masse, sa taille…) ?
Armstrong, aurait pu trouver un moyen un peu plus économique pour avoir un poids plus petit : s’il était monté
en haut du Mont-blanc, sa masse n’aurait pas changée, mais son poids aurait été un peu plus petit (ceci n’est
pas perceptible pour une personne mais une balance électronique un petit peu précise le met facilement en
évidence).
3) Quels sont donc les paramètres jouant sur l’attraction d’un corps par un autre ?
Données : masse de la Terre : 6,0 .1024kg
Rayon de la Terre : 6400 km
masse de la Lune: 7,3.1022kg
hauteur du mont-blanc : 4810 m