9. Donne une explication correcte. Corriger les phrases suivantes: a. c’est parce que la terre possède un pôle Nord et un pôle Sud magnétique qu’elle attire la Lune. Non, c’est parce que la terre possède une masse MT= 5,9742x1024kg b. Sur la lune les astronautes peuvent faire des bonds car il n’y a pas de gravité. Sur la Lune, les astronautes peuvent faire de grands bonds, car la gravité y est plus faible ( 6 fois moins) que sur terre . 11. Prévoir ce qui pourrait se produire. Imaginons que la gravitation soit suffisamment forte pour permettre à ces billes A et B de rouler sur le plan horizontal. a A B .Choisissez , parmi les schémas suivants, celui qui représente le mieux la suite des évènements , en justifiant votre choix. A b A c d B A B B C’est le schéma b qui convient, car l’attraction gravitationnelle est une interaction : A attire B et B attire A, donc les deux billes rouleront l’une vers l’autre. 12. Faire une comparaison. Au lancer du marteau, Manuella MONTBRUN tourne sur elle-même rapidement avant de lâcher le marteau . 1.Dans quel but l’athlète tourne-t-elle sur elle-même? Pour donner de la vitesse au marteau. 2.Par quoi le marteau est-il retenu? Par un câble en acier. 3.A quel moment le marteau s’éloigne-t-il de l’athlète? Lorsque l’athlète lâchera la poignée. 4.Quelle différence essentielle existe-t-il avec l’interaction attractive qui s’exerce entre la Terre et la Lune? Il s’agit d’une interaction de contact, alors qu’entre la Terre et la Lune il s’agit d’une interaction à distance. 5.L’interaction athlète-marteau est une interaction de contact, comment qualifier l’interaction Terre-Lune? interaction à distance. 13. Classer des interactions ( voir fiche méthode p199) Classer les situations suivantes selon qu’il s’agit d’interaction de contact ou à distance. a.Jeanne soulève des petits bouts de papier avec une règle en plastique frottée sur son pull en laine ( ou sur les cheveux ). I à D b. L’antenne parabolique pointe sur le satellite Canalsat. I.D c. Au tir à la corde,l’équipe de 3 a battu celle des professeurs . I.C d. Grand-mère récupère une épingle à tête tombée sous un meuble grâce à un aimant? Interaction à distance ( magnétique) e.Mathias aide son père à pousser la voiture en panne d’essence. I.C f. Lorsqu’elle brosse ses cheveux, Sarah constate qu’ils viennent se coller à son peigne. interaction à distance( électrostatique). 14. Préciser l’influence de la distance. Les deux masses suspendues en M et N s’attirent ( les angles ont été exagérés sur le schéma). .Reproduisez et compléter le schéma dans le cas où les deux masses sont suspendues en P et Q. P N M a b a >b Q a b Les points d’attache P et Q étant plus éloignés, l’attraction gravitationnelle entre les deux masses sera plus faible donc les deux pendules seront moins inclinés, l’angle diminue. 18. Comparaison de deux interactions Voici deux situations où deux objets sont soumis à une interaction: deux billes reliées par un ressort tendu (a) et le système Terre-Lune (b) (a) (b) 1.Quelle similitude y a t-il entre les deux situations? Les deux interactions sont attractives. 2.Quelles sont les différences, en particulier pour ce qui concerne la distance qui les sépare? Ressort: interaction de contact qui devient plus forte ( faible ) quand la distance augmente ( diminue) Terre-Lune : interaction à distance qui devient plus faible ( forte ) quand la distance augmente ( diminue). 19. Quelle trajectoire? Un astéroïde se rapproche de la terre suivant la ligne en pointillée. Il est soumis à son interaction gravitationnelle.Parmi les trajectoires suivantes de l’astéroïde, quelles sont celles qui sont impossibles? Astéroïde a b c d Les trajectoires a et d sont impossibles, car il y aurait répulsion, alors que l’interaction gravitationnelle est toujours attractive. 20. Le modèle planétaire de l’atome. Au début du XXe siècle , Jean Perrin(F),Ernest Rutherford(D), puis Niels Bohr(D) proposent un modèle planétaire d’atome; des atomes gravitent autour d’un noyau chargé positivement. 1.Expliquez pourquoi on a donné à ce modèle d’atome le nom de « planétaire »:quelles analogies peut-on faire entre ce modèle d’atome et le système solaire. L’électron tourne autour du noyau comme les planètes tournent autour du Soleil : les deux interactions se font à distance et toutes deux diminuent lorsque la distance augmente . 2.Quelle est la nature des interactions entre le noyau et les électrons d’une part et les astres du système solaire d’autre part ( FM p199). L’interaction entre le noyau et les électrons est de nature électrique, celle entre les astres du système solaire est de nature gravitationnelle 22. Les lois de Kepler. Au début du XVIIe siècle , l’astronome J. Kepler(D) établit des lois qui gouvernent le mouvement des T2 T12 = = Cte planètes autour du soleil. En particulier la 3eme loi R3 R13 relie les périodes orbitales T des planètes autour du soleil au rayons R de leurs orbites. Terre: Tt=365,25j, Rt=150x106km. Rm=228x106km Mars: Tm=687j, Vénus: Tv=224,7j, Rv=? 1. En conservant le temps en jours et les distances en 106km: *Pour la Terre, Tt 2/Rt3 = 0,0395 *Pour Mars, Tm2/Rm3 = 0,0398 2. Pour Vénus, si on garde Tv 2/Rv3 = 0,0395, on en déduit Rv3 = Tt2 / 0,0395 = (224,7)2 / 0,0395 = (108)3 Le calcul donne Rv = 108 millions de kilomètres. C’est bien cette valeur que fournit une encyclopédie. 23ab. Interactions plus au moins fortes. La force F d’interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s’exprime par la relation: -11 N x m2 x kg-2 xm M où G= 6,67x 10 F= G x est la cte gravitationnelle d2 Voici quelques situations où deux masses s’attirent. M a d m b M d/2 m m m m M M x x M x =4xF =G x =4 G x Fb =G x 2 2 2 (d /4) d (d/2) Interaction b quatre fois celle de a: Fb= 4 x F 23C. Interactions plus au moins fortes. La force F d’interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s’exprime par la relation: -11 N x m2 x kg-2 xm M où G= 6,67x 10 F= G x est la cte gravitationnelle d2 Voici quelques situations où deux masses s’attirent. M a c M/2 d m d m (M/2) x m F m M x = = Gx Fc = G x 2 2 2 2d d Interaction c est la moitié de celle de a: Fc= F / 2 23d. Interactions plus au moins fortes. La force F d’interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s’exprime par la relation: -11 N x m2 x kg-2 xm M où G= 6,67x 10 F= G x est la cte gravitationnelle d2 Voici quelques situations où deux masses s’attirent. M a d m M d 2xm d/2 Mxm 2x M x m M x 2xm 8x F x 8x G x = G = Fd = G x = (d/2)2 d2 (d2/4) Interaction d est huit fois celle de a: Fd= 8x F 23e. Interactions plus au moins fortes. La force F d’interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s’exprime par la relation: -11 N x m2 x kg-2 xm M où G= 6,67x 10 F= G x est la cte gravitationnelle d2 Voici quelques situations où deux masses s’attirent. M a d m M e m 2xd Mxm Mxm Mxm 1 F x G x G x = = = Fe = G x (2xd)2 4xd2 4 d2 4 Interaction e est quatre fois plus petite que a: Fe= F / 4 23f. Interactions plus au moins fortes. La force F d’interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s’exprime par la relation: -11 N x m2 x kg-2 xm M où G= 6,67x 10 F= G x est la cte gravitationnelle d2 Voici quelques situations où deux masses s’attirent. M M a d m e m 2xd Mxm M x 4xm 4 M x 4xm = xG x =F Ff = G x = Gx 2 2 2 4xd (2xd) 4 d Interaction f est équivalente à celle de a: Ff= F 3. L’attraction est 9 fois plus faible si la distance est triplée ou si la masse M (ou m) est divisée par 9. Il existe d’autres possibilités.