b - Chenelière Éducation

Chapitre 5
Cette activité comporte 10 questions.
1
Quelle est la direction de l’accélération centripète ?
✔ a) Elle est radiale et dirigée vers le centre.

 b) Elle est identique à la direction du mouvement de l’objet au même instant.
 c) Elle est dirigée vers le haut et vers le bas le long de l’axe de rotation.
 d) Elle est radiale, mais dirigée vers l’extérieur du cercle.
2
Un objet en rotation se met à tourner de plus en plus vite, puis se stabilise à une nouvelle vitesse
de rotation plus élevée. Quel effet cela produit-il sur l’accélération centripète ?
 a) Elle augmente puis devient nulle.
✔ b) Elle augmente.

 c) Elle diminue.
 d) Sa valeur est constante, donc elle ne change pas.
3
Un planeur de 1000 kg et un biplan de 2000 kg effectuent tous les deux un looping ayant
un rayon de 200 m. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux leur mouvement de rotation ?
 a) La vitesse du biplan doit être dix fois plus grande que celle du planeur pour effectuer
ce looping.
 b) La vitesse du biplan doit être de 44,3 m/s et celle du planeur doit être de 88,6 m/s pour
effectuer la boucle.
✔ c) Les deux aéronefs ont besoin de la même vitesse pour effectuer ce looping.

 d) Le biplan n’a pas besoin d’autant de vitesse pour effectuer la boucle, car il possède
une plus grande capacité d’accélération.
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Chapitre 5 1
4
Observe le diagramme suivant d’un disque en rotation.
Lequel des choix ci-dessous décrit le mieux le mouvement des points A et B ?
 a) La fréquence de B est le double de celle de A.
 b) Les vitesses vectorielles de A et de B sont les mêmes.
 c) La vitesse vectorielle de A est le double de celle de B.
✔ d) La vitesse vectorielle de B est supérieure à celle de A.

5
Lequel de ces énoncés concernant la première loi de Kepler est faux ?
 a) La mesure du grand axe ou celle du petit axe donnent le diamètre de l’orbite
de la planète.
 b) L’orbite elliptique d’une planète a deux foyers, dont l’un est le Soleil.
✔ c) Le demi-petit axe correspond à la distance moyenne entre le Soleil et la planète.

 d) Pour une orbite elliptique, le rayon orbital de la planète change avec le temps.
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Chapitre 5 2
6
Lequel de ces énoncés concernant la constante de Kepler est faux ?
✔ a) La constante de Kepler est la même pour tous les corps célestes de la Voie lactée.

 b) La distance et la période orbitales de la Terre peuvent être utilisées pour calculer
la constante de Kepler pour Jupiter.
 c) La constante de Kepler pour notre système solaire est égale à 1 an2/UA3.
 d) On peut utiliser la même constante de Kepler pour tous les corps célestes en orbite
autour du même foyer.
7
Si le rayon orbital de Mercure est de 0,387 UA, laquelle des équations suivantes représente
la période orbitale de Mercure ?
an3
 a) (1 UA3 )(0,387 UA)3
an2
 b)  (1 UA3 )(0,387 UA)2

c) (1 an2
)(0,387 UA)3
UA3
an2
✔ d)  (1 UA3 )(0,387 UA)3

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Chapitre 5 3
8
Le tableau suivant présente des données relatives aux principaux satellites naturels des planètes
du système solaire.
Période
orbitale
(jours
terrestres)
Rayon orbital
moyen (m)
Excentricité
Planète
Lunes
Masse (kg)
Rayon à
l’équateur
(m)
Terre
Lune
7,36 3 1022
1,737 3 106
27,322
3,844 3 108
0,0549
Mars
Phobos
Deimos
1,063 3 1016
2,38 3 1015
1,340 3 104
7,500 3 103
0,3189
1,262
9,378 3 106
2,346 3 107
0,015
0,0005
Jupiter
Io
Europe
Ganymède
Callisto
8,9316 3 1022
4,79982 3 1022
1,48186 3 1023
1,07593 3 1023
1,830 3 106
1,565 3 106
2,634 3 106
2,403 3 106
1,769
3,551
7,154
16,689
4,220 3 108
6,710 3 108
1,070 3 109
1,883 3 109
0,004
0,009
0,002
0,007
Mimas
Encelade
Téthys
Dioné
Rhéa
Titan
Japet
3,75 3 1019
7 3 1019
6,27 3 1020
1,10 3 1021
2,31 3 1021
1,3455 3 1023
1,6 3 1021
2,090 3 105
2,560 3 105
5,356 3 105
5,600 3 105
7,640 3 105
2,575 3 106
7,180 3 105
0,942
1,37
1,887
2,74
4,52
15,945
79,33
1,855 3 108
2,380 3 108
2,947 3 108
3,774 3 108
5,271 3 108
1,222 3 109
3,561 3 109
0,0202
0,00452
0,00
0,002
0,001
0,0292
0,0283
Miranda
Ariel
Umbriel
Titania
Obéron
6,6 3 1019
1,35 3 1021
1,17 3 1021
3,53 3 1021
3,01 3 1021
2,400 3 105
5,811 3 105
5,847 3 105
7,889 3 105
7,614 3 105
1,41
2,52
4,14
8,71
13,46
1,299 3 108
1,909 3 108
2,660 3 108
4,363 3 108
5,835 3 108
0,0027
0,0034
0,005
0,0022
0,0008
Protée
Triton
Néréide
5,00 3 1019
2,14 3 1022
2,00 3 1019
2,080 3 105
1,352 3 106
1,700 3 105
1,12
5,8766
360,14
1,176 3 108
3,548 3 108
5,513 3 109
0,0004
0,000016
0,7512
(les 4 plus
grosses lunes)
Saturne
(les 7 plus
grosses lunes)
Uranus
(les 5 plus
grosses lunes)
Neptune
(les 3 plus
grosses lunes)
En te basant sur les données qui figurent dans le tableau, détermine lequel des énoncés suivants
est vrai.
✔ a) Io est plus massive que la Lune de la Terre.

 b) Phobos effectue 1 tour environ toutes les 8 heures.
 c) Miranda boucle son orbite autour d’Uranus chaque 1,41 an.
 d) La Lune de la Terre a l’orbite la plus circulaire.
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Chapitre 5 4
9
Lequel de ces énoncés relatifs à la version newtonienne de la troisième loi de Kepler
est faux ?
 a) Une dérivation de l’équation de Newton peut être utilisée pour calculer la vitesse
de tout objet en orbite autour de la Terre.
 b) La force centripète agissant sur la Lune est la force gravitationnelle.
✔ c) Elle peut être utilisée pour calculer la vitesse vectorielle de la Terre à l’aide du rayon

orbital de la Lune.
 d) La force gravitationnelle exercée sur la Lune par la Terre constitue la force centripète
exercée sur la Lune.
10
Une voiture négocie une courbe ayant un rayon de 110 m, à une vitesse de 95,0 km/h.
Quelle est l’accélération centripète de la voiture ?
 a) 0,240 m/s2
 b) 0,864 m/s2
✔ c) 6,33 m/s2

 d) 82,0 m/s2
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Chapitre 5 5