Gravitation et Poids – Correction

3ème Chapitres 8 / 9 – Gravitation et Poids – Correction des Exercices
Exercice 1 : QCM
Question 1 : Les cases à cocher sont C, E, F, H, K, L, O et P ;
Question 2 : Réponse C : Neptune ;
Question 3 : Réponses A et D : planètes telluriques et planètes géantes ;
Question 4 : Réponses B, E et F : très denses / petites / pourvues d’une croûte solide ;
Question 5 : Réponses B et C : gazeuses / peu denses ;
Question 6 :
Le Soleil est une source de lumière primaire ;
La Terre, Mars, les satellites naturels, la Lune et les astéroïdes sont des objets diffusants ;
Question 7
Le rapport entre la masse de Jupiter et la masse de la Terre vaut 318 ;
Ce rapport est la plus grande valeur de la colonne ; cela signifie que Jupiter est la plus grosse
planète du système solaire ;
Question 8
Vénus est considérée comme une planète ressemblant à la Terre car :
- sa masse est proche de celle de la Terre (sa masse comparative par rapport à la Terre
0,815 est proche de 1) ;
- son diamètre (12 100km) est proche de celui de la Terre (12 760km).
La température sur Vénus est de 470°C et seulement 15°C sur Terre ;
Question 9
La vitesse est plus petite ;
D’après le tableau, la vitesse de la planète la plus proche du Soleil est de 48 km/s et la vitesse
de la planète la plus éloignée est de 5,5 km/s. Quand la planète est plus éloignée du Soleil, sa
vitesse est plus petite ;
Question 10
Car le soleil exerce une force d’attraction gravitationnelle qui les en empêche.
3ème Chapitres 8 / 9 – Gravitation et Poids – Correction des Exercices
Question 11
Si la vitesse de la Terre autour du Soleil diminuait, on peut supposer que la Terre
« tomberait » sur le Soleil ; en fait, la Terre se rapprocherait du Soleil.
Question 12
Les planètes ne s’écrasent pas sur le Soleil car la vitesse de leur rotation autour du Soleil crée
une force centrifuge qui attire la planète vers l’extérieur du cercle et compense donc la force
de gravitation exercée par le Soleil.
Question 13
Les cas a et d sont impossibles car la force de gravitation est uniquement attractive donc
l’astéroïde ne peut pas être repoussé par la Terre ;
Exercice 2 : Variation du poids selon le lieu
1) La masse correspond à la quantité de matière, donc ne varie pas d’une planète à
l’autre, elle sera donc de 500 kg sur chacun de ces astres ;
2) En appliquant la relation P = m x g à la masse de 500 kg en différents lieux, on obtient
le tableau suivant : PMercure = m x gMercure = 500 x 3,70 = 1850 N ;
Lieu
g (N/kg)
P (N)
Mercure
3,70
1850
Jupiter
24,80
12400
Uranus
8,69
4345
Neptune
11,15
5575
Lune
1,62
810
3) Pour une masse donnée, le poids est proportionnel à g puisque P = m x g. Sur la lune :
g = 1,62 N/kg ; sur la Terre : g = 9,81 N/kg ;
Comme gTerre / gLune = 9,81 / 1,62 = 6,0555, on a PTerre / PLune = gTerre / gLune = 6,0555,
soit PTerre = 6,05 x PLune ; le poids est donc six fois plus grand sur Terre que sur la
Lune, pour une masse donnée ;
4) M1 = P / gMercure = 1000 / 3,70 = 270,3 kg ;
M2 = P / gNeptune = 1000 / 11,15 = 89,7 kg ;
5) PJupiter = 12400 N = PLune = m x gLune ;
m = PLune / gLune = 12400 / 1,62 = 7654,3 kg ;
Exercice 3 : Intensité de pesanteur sur Mars ?
1) RMars = DMars / 2 = 6790 / 2 = 3395 km ;
2) MMars = 0,107 x MT = 0,107 x 5,98 x 1024 = 6,4 x 1023 kg ;
3) FMars-Objet = (G x MMars x MObjet) / RMars² ;
4) PObjet = MObjet x gMars ;
5) (G x MMars x MObjet) / RMars² = MObjet x gMars ; d’où ; gMars = (G x MMars) / RMars² ;
6) gMars = (6,67 x 10-11 x 6,4 x 1023) / (3395 x 103)2 = 3,70 N/kg ;
7) La valeur de l’intensité de pesanteur sur Mars est environ 2,6 fois plus petite que celle
sur Terre (9,81 N/kg) ;
8) Cette personne se sentira légère vu que son poids sera divisé par 2,6 ;