Leçon n° 4 : Le système Solaire

Leçon n° 4 :
I-
Le système Solaire
Trajectoires des planètes et satellites
Système étudié
Pour étudier un mouvement, il est nécessaire de préciser le système considéré, c'est-à-dire le corps ou le point (lorsque
le mouvement de l'objet est complexe) choisi.
Référentiel
Décrire un mouvement n'a de sens que si l'on précise par rapport à quel solide ce mouvement est observé.
Un référentiel est constitué :
- D'un solide de référence par rapport auquel on repère les positions du système au cours du mouvement.
- D'une horloge permettant le repérage des dates.
Référentiel terrestre
Solide de référence : le sol.
Utilisé pour l'étude de mouvements se déroulant au voisinage de la terre.
Référentiel géocentrique
Il est défini par le centre de la terre et la direction de 3 étoiles fixes.
Utilisé pour l'étude des mouvements des satellites de la terre, par exemple,
la lune.
Référentiel héliocentrique
Il est défini par le centre du soleil et la direction de 3 étoiles fixes.
Utilisé pour l'étude des mouvements des planètes.
Trajectoire d'un point
Dans un référentiel donné, la trajectoire d'un point est l'ensemble des
positions successives occupées par ce point au cours du mouvement.
Vitesse
Dans un référentiel donné, la vitesse moyenne d'un point représentant un objet est égale à la distance parcourue par ce
point divisée par la durée t mise pour parcourir cette distance :
v=d/t
avec : v en m.s-1, d en m et t en s
1 m.s-1 = 3,6 km.h-1
Caractérisation d'un mouvement
Dans un référentiel donné, le mouvement d'un point représentant un objet est caractérisé à chaque instant par sa
trajectoire et sa vitesse.
II-
La gravitation Universelle
1) Caractéristiques de l’interaction gravitationnelle
Attraction mutuelle.
Du simple fait de leur masse, des corps s'attirent. Cette interaction est appelée interaction gravitationnelle
Valeur des forces gravitationnelles.
Deux corps sphériques et homogènes A et A' de masses m et m', dont les centres O et O' sont distants de d, exercent
l'un sur l'autre des forces d'attraction de même valeur :
F=
Avec:
-
F en N
m et m' en kg
d en m
G est la constante de gravitation universelle : G = 6,67.10-11 N.kg-2.m2
2) La pesanteur
Origine du poids d’un corps

Le poids P = mg de l'objet s'identifie en 2nde à la force d'attraction gravitationnelle F exercée par la Terre sur lui :
P = FTerre/objet .

La pesanteur correspond à l’intensité de la pesanteur à la surface de la Terre : g = GMT / RT2

La pesanteur terrestre résulte de l'attraction exercée par la Terre sur les objets qui l'entourent.
Variations de la pesanteur à la surface de la Terre
Avec l'altitude : g = G MT / (RT + h)2
Avec la latitude
Et sur la Lune ?
 La masse d’un corps est la même sur la Terre et sur la Lune (elle dépend de la quantité de matière qui la constitue).
 Le poids d’un corps sur la Lune est environ 6 fois plus faible sur la Lune que sur la Terre.
Trajectoires des satellites dans le référentiel géocentrique
Le satellite, une fois lancé, peut :
 Retomber et s’écraser su Terre ;
 Echapper à l’attraction terrestre et s’échapper ;
 Etre mis en orbite circulaire ou elliptique.