Chapitre Mécanique 3.1 : Attraction gravitationnelle

Mécanique troisième - 2015/2016
Chapitre Mécanique 3.1 : Attraction gravitationnelle
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Chapitre Mécanique 3.1 : Attraction
gravitationnelle
A) Le système solaire
Logiciel : Celestia
Pluton
NeptuneUranus
Jupiter Mars
La Terre
Venus
Saturne Mercure
A retenir :
• Les planètes du système solaire tournent autour du Soleil sur une trajectoire
quasiment circulaire
• Plus les planètes sont éloignées du Soleil plus la durée d’un tour est long.
Exo Massy système solaire 1 p 115
B) Forces et mouvement
1) Forces
a) Exemples de forces
On classe les forces en deux catégories :
• Les forces de contact (exemple : un objet se tire ou se pousse un autre objet)
• Les forces à distance : force magnétiques, électriques ou de gravitation…
- Force électrique
Filet d’eau
Règle
- Force magnétique
Clou
Aimant
b) Décrire les forces
Elles se caractérisent par 4 paramètres :

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Direction
de la force
exercée
hori
zontale
oblique
Sens
de la force
exercée
vers
la droite
vers la gauche
Intensité
de la force
exercée
faib
le
f
orte
Point
d’applicati
on
de la force
exercée arriè
re a vant
c) Intensité d’une force
A retenir :
- Unité : le Newton (N)
- Mesure : le dynamomètre formé d’un ressort que la force étire devant une
graduation.

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1 N
2 N
3 N
4 N
5 N
1N 10
2
N 10
3
N 10
5
N 10
7
N
Doigt sur le
poussoir d’un
stylo
Le pied sur la
pédale de la
bicyclette
La raquette
de tennis sur
la balle
Réacteur d’un
avion sur le gaz
qu’il éjecte
Réacteur d’une
fusée sur le gaz
qu’il éjecte
2) Principe d’inertie
Vidéo : Crash-test
- Quelle force propulse les mannequins ?
Aucune force ne les propulse :
Avant le choc, il possède une vitesse
Après le choc, rien ne les freine : ils continuent leur mouvement
Conclusion : la vitesse d’un objet ne varie pas si aucune force n’agit sur elle.

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3) Distances de sécurité
AD Réaction, freinage Date :
NOM : Prénom : Classe : 3
e
Réaction, freinage: influence de différents facteurs, évaluer
une distance de sécurité
Il est important de bien connaître, l’influence de différents facteurs sur la distance de
freinage, la distance parcourue pendant le temps de réaction et la distance d‘arrêt.
Document 1
L a distance d‘arrêt d‘un véhicule (d
a
) s’obtient en ajoutant la distance parcourue pendant le temps de
réaction (d
r
) et la distance de freinage (d
f
).
La distance d
r
parcourue pendant le temps de réaction t
r
La distance de réaction d
r
est la distance parcourue à la vitesse v pendant le temps de réaction t
r
. Le
temps de réaction t
r
est la durée entre le moment où le conducteur perçoit un obstacle (œil) et celui où il
commence à freiner. Cette durée est en moyenne de une à deux secondes.
La distance d
r
parcourue pendant le temps de réaction t
r
varie proportionnellement à la vitesse v.
d
r
= v x t
r
La distance de freinage d
f
La distance de freinage est la distance parcourue entre l’instant où le frein est serré et celui où le
véhicule est immobilisé.
Document 2
Vitesse du véhicule
(en km/h) Distance de freinage sur route sèche (en m)
10 1,8
30 6,9
40 10,3
50 16,1
70 31,4
80 41,0
90 52,0
100 64,6
110 78,1
130 108,5
140 123,0
Document 3
Voici une liste de différents facteurs pouvant
avoir une influence sur notre conduite :
- l’état de fatigue du conducteur ;
- le système de freinage ;
- la présence de brouillard ;
- de mauvaises conditions météo (pluie, neige) ;
- la consommation d’alcool, de drogues ou de
médicaments;
- l’état des pneumatiques ;
- la vitesse à laquelle on roule ;
- la présence de verglas sur la route ;
- un soleil éblouissant et de face ;
Questionnaire
1. A quoi correspond la distance d’arrêt d’un véhicule ?
2. Parmi les facteurs évoqués dans le document 3 indiqués ceux qui influent sur la distance de
réaction et la distance de freinage.
3. Citer d’autres phénomènes qui pourraient avoir une incidence sur le temps mis à réagir, et, par
conséquent sur la distance parcourue pendant le temps de réaction.
4. Citer d’autres phénomènes qui pourraient avoir une incidence sur la distance de freinage.
Sur autoroute, un automobiliste roule à 130 km/h. Il fait beau, la route est sèche. On suppose qu’il est
en bonne condition physique et que son temps de réaction est de 1 s. Soudain, un obstacle se dessine à
l’horizon.
5. Quelle est la distance parcourue pendant le temps de réaction? Donner le résultat en mètre.
6. En parcourant cette distance, le conducteur a- t – il commencé à freiner ?
7. A combien est évaluée la distance de freinage à cette vitesse ?
8. La distance de freinage est-elle proportionnelle avec la vitesse ?
9. Evaluer la distance d’arrêt.
10.
Que doit
-
on faire si un véhicule vient s’intercaler dans l’intervalle de sécurité?
Exo Massy distance d’arrêt p 138
C) La force de gravitation
1) La force de gravitation dans l’univers
Vidéo : cps gravité et univers
Présenter la partie 1
Repartir en trois groupes pour analyser l’effet de la gravitation dans trois domaines
Présenter la partie 2
Indiquez l’effet de la gravité dans la formation …

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…des galaxies …des étoiles …dles planètes
- Les particules
dispersées après le
big-bang se sont
regroupées par
gravitation pour former
les galaxies.
- Des étoiles et du gaz
tournent autour du
trou noir au centre de
la galaxie.
- Les atomes s’attirent
mutuellement de
façon tellement forte
que la pression et la
température est
suffisamment forte
pour déclencher des
réactions nucléaires
- Les différents
éléments du système
solaire se sont attirés
par gravitation pour
s’assembler en
planète
Formation du système solaire
Il y a 4 à 5 milliards d’année, le système solaire était constitué d’un nuage en forme de
disque, fait de gaz et de poussière. On parle de nébuleuse.
La gravitation intervenant entre deux objets dès qu'ils ont une masse, la densité s’accroit au
centre du disque très rapidement. Cette masse importante attire une grande partie de la
matière de la nébuleuse. Et finalement 99 % de la matière se concentre au centre : cela
donnera le soleil.
Pour le reste du système solaire les atomes s’attirent et s’agglomèrent au fur et à mesure de
leurs rencontres pour devenir des poussières. Celles-ci se regroupent elles-mêmes pour
former des petits corps appelés planétésimaux. Cette étape dure quelques millions d’années.
L’aspect final des planètes dépend de la distance au Soleil. Près de celui-ci, les atomes légers
reçoivent beaucoup d’énergie et restent à l’état gazeux. Le matériau qui constitue ces
planètes est donc riche en éléments lourds, tels le fer ou le silicium, ce qui explique leur forte
densité et leur forme solide.
Loin du Soleil, les planétésimaux sont à l’origine d’un noyau dense qui constitue le point de
départ pour une croissance ultérieure. Autour de ce noyau s’accumule une enveloppe de gaz
essentiellement constituée d’hydrogène et donc peu dense.
1. Qu’est qu’une nébuleuse ?
2. Comment s’appelle la force qui attire le gaz de la nébuleuse vers le centre ?
3. Pourquoi les atomes s’attirent-t-il ?
4. Qu’est-ce que les planétésimaux ?
5. Quelle différence existe-t-il entre les planètes proches du soleil et celle qui sont plus
éloignées ?
1. C’est un nuage en forme de disque, fait de gaz et de poussière
2. Elle s’appelle la gravitation
3. Car ils ont une masse
4. Ce sont des petits corps formés des premières poussières agglomérées dans la
nébuleuse.
5. Les planètes proches sont plus riches en atomes lourds solide alors que les
planètes éloignées sont formés d’atomes légers gazeux.
Exo Massy universalité gravitation 5 p 115