E - villa maria

Chapitre I-3B La gravitation universelle
Exercices supplémentaires
1.
La force d'attraction existant entre deux corps est Fg. Que devient cette force lorsque l'on...
a) ...double la première masse sans changer les autres données ?
b) ...la seconde masse sans changer les autres données ?
c) ...la distance sans changer les autres données ?
d) ...double la première et la seconde masse et qu'on triple la distance ?
e) ...double la première masse, qu'on diminue la seconde de moitié et qu'on double la
distance ?
2.
Un satellite est en orbite à une distance r du centre de la Terre. On veut placer en orbite un
second satellite ayant une masse quatre fois plus grande que le premier. A quelle distance
doit-on le placer pour qu'il subisse la même force que l'autre ?
3.
Deux balles de plomb ayant respectivement des masses de 5 200 g et 250 g sont placées à
50 cm l'une de l'autre. Quelle est la force d'attraction entre les balles ?
4.
Deux amoureux enlacés se trouvent en fait à une distance de 20 cm l'un de l'autre lorsque l'on
considère la distance entre leur centre de gravité respectif. Détermine la force d'attraction
gravitationnelle s'exerçant entre eux sachant que la fille a une masse de 52 kg et que celle de
son amoureux est de 75 kg ?
5.
Un satellite terrestre de 1500 kg est à une distance du centre de la Terre égale à 3 x 1012 m.
Quelle est la force gravitationnelle entre la Terre et le satellite ?
6.
La Terre est à 1,49 x 1011 m du Soleil. La masse du Soleil est 3,29 x 105 fois celle de la Terre.
Quelle est la force gravitationnelle entre le Soleil et la Terre ?
7.
Trouve le poids d'un homme de 100 kg sur Mars, dont la masse est de 6,37 x 1023 kg et le
rayon de 3,43 x 106 m.
8.
L'intensité du champ gravitationnel d'une planète est de 3,0 N/kg. Calcule le poids d'un objet
de 10 kg sur cette planète.
9.
Le module lunaire Eagle qui s'est posé sur la surface lunaire le 20 juillet 1969 avait une masse
de 1,5 x 103 kg. L'intensité du champ gravitationnel terrestre est d'environ 9,8 N/kg alors que
celui de la Lune n'est que d'environ 1,6 N/kg. Quel est le poids du module sur la Lune?
10. Un corps pèse 100 N à un endroit où le champ gravitationnel vaut 10 N/kg. Quel serait le
poids de ce corps s'il était soumis à un champ gravitationnel de 50 N/kg ?
11. Un astronaute de 80 kg est en exploration à la surface d'une planète dont la masse est de
3,5 x 1026 kg. Il mesure son poids et obtient une valeur de 2380 N. Détermine le diamètre de
cette planète, en km.
12. Trouve la différence de ton propre poids, en pourcentage, entre le niveau de la mer (altitude 0)
et le sommet du mont Everest (8848 m).
13. Un satellite de 240 kg est en orbite circulaire à une distance de 4300 km du centre d'une
planète. La force d'attraction le liant à la planète vaut 1300 N, Quelle est la masse de la
planète ?
14. La masse de Jupiter est de 1,90 x 1027 kg et le champ gravitationnel à sa surface est de son
champ gravitationnel est de 24,8 N/kg. Quel est le rayon de Jupiter, en kilomètres ?
Réponses
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10.
11.
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13.
14.
a) 2Fg
b) 2Fg
c) Fg/4
d) 4Fg/9
e) Fg/4
À une altitude 2r.
Fg = 3,47 x 10-10 N
Fg = 6,51 x 10-6 N
Fg = 6,65 x 10-8 N
Fg = 3,54 x 1022 N
Fg = 361 N
Fg = 30 N
Fg = 2400 N
Fg = 500 N
d = 56 000 km.
-0,28 %
1,5 x 1024 kg
r = 71 500 km