Chapitre1_act1_Notion de gravitation_sw

Physique – Partie C : De la gravitation … à l’énergie mécanique - Chapitre 1 : Interaction
gravitationnelle
Activité 1 : Notion de gravitation
A. Situation de départ
La formation du système solaire a eu lieu il y a 4,5 milliards d’années à partir d’un disque de gaz et de
poussières en rotation qui se sont rassemblés pour donner des cailloux de plus en plus gros, et
finalement des planètes. Depuis, elles tournent dans le même sens autour du Soleil.
Nicolas Copernic, célèbre astronome du XVIème siècle, fut le premier à imaginer le Soleil au centre
du système solaire et les planètes qui tournent autour de celui-ci.
En réalité, ce n’est que depuis quelques dizaines d’années, après avoir pu envoyer des sondes
exploratrices dans l’espace que nous avons confirmé l’idée de Copernic.
Par ailleurs, certaines planètes du système solaire ont des satellites naturels, qui tournent autour de
ces planètes. Ainsi, la lune tourne autour de la Terre.
Propose une (des) explication(s) à cela.
Quelques exemples d’hypothèses :
- Tout se passe comme avec des aimants : ils s’attirent.
- Le soleil attire les planètes car il a un centre de gravité élevé ;
mais les planètes ne tombent pas car il existe un champ
magnétique élevé.
- Les planètes tournent autour du soleil grâce à son champ
gravitationnel. Le champ gravitationnel est une force qui attire.
C’est la même chose qu’un atome, les électrons gravitent autour
du noyau. Les planètes tournent continuellement et ne tombent
pas.
- La lune ne tombe pas car elle est attirée par plusieurs planètes en même temps et en sens
contraire.
- Les planètes tournent autour du soleil car elles sont dans un disque gigantesque de gaz qui
fait une rotation autour du Soleil. C’est la même chose pour la lune.
- Elles tournent et sont attirées par le soleil, du coup elles se rapprochent petit à petit.
- La lune est attirée par la terre, mais l’atmosphère l’empêche de tomber.
B. Quelques questions
Lire la BD proposée en annexe.
En t’appuyant sur cette bande dessinée, répondre aux questions suivantes :
1) Quelle est l’action de la Terre sur un objet proche comme une pomme ?
La Terre exerce une attraction sur un objet proche comme une pomme.
2) La Lune tombe-t-elle vers la Terre, comme la pomme ?
La Lune tourne autour de la Terre. Elle ne tombe pas dessus comme une pomme.
3) Pourquoi la Lune n’atteint-elle pas le sol de la Terre ?
La Lune est en fait dans un mouvement de chute permanente. Seulement, emportée par sa vitesse,
elle ne tombe pas sur la Terre. Il y a un équilibre entre son élan et l’attraction de la Terre.
4) Dans quel cas la Lune s’éloignerait-t-elle de la Terre ?
Si la Lune avait une vitesse plus importante, elle serait emportée par sa vitesse et sortirait de sa
trajectoire. Elle s’éloignerait de la Terre. Il n’y aurait plus équilibre entre son élan et l’attraction de la
Terre.
5) Quelle est la trajectoire de la Lune autour de la Terre ?
La Lune a une trajectoire circulaire autour de la Terre.
Humm !!! Les planètes
tournent autour du Soleil, la
lune autour de la Terre. Mais
pourquoi ???

Physique – Partie C : De la gravitation … à l’énergie mécanique - Chapitre 1 : Interaction
gravitationnelle
6) Peut-on généraliser ce résultat à l’action du Soleil sur les planètes ?
On peut généraliser ce résultat à l’action du Soleil sur les planètes et sur la Terre par exemple. Le
Soleil exerce une attraction sur la Terre. C’est l’équilibre entre l’élan de la Terre et l’attraction du soleil
sur celle-ci qui fait que la Terre tourne autour du soleil.
7) Expliquer pourquoi les astronautes, dans l’espace, ont le sentiment de « voler » dans leur cabine ?
Ils sont très éloignés de la Terre et ne sont donc quasiment plus soumis à ‘attraction de la Terre. En
fait, l’attraction d’un corps sur un autre dépend de la distance entre ces 2 corps.
8) Indique à présent si les propositions suivantes sont vraies ou fausses et corrige-les si nécessaire.
a) La Terre exerce une action attractive à distance sur la Lune parce que la Lune tourne autour de la
Terre.
Vrai
b) Le Soleil, du fait de sa lumière, exerce une action attractive sur toutes les planètes qui gravitent
autour de lui.
Faux. Le Soleil, du fait de sa masse, exerce une action attractive sur toutes les planètes qui gravitent
autour de lui.
d) Une personne n’exerce pas d’action à distance attractive sur la Terre.
Faux. Une personne exerce une action à distance attractive sur la Terre.