Activités

ACTIVITE N°1: Lançons des satellites ! CHAPITRE P8
La force exercée par la Terre sur n’importe quel objet (une bille, une pomme, la Lune ou un autre satellite), est
nommée force gravitationnelle. Cette force dépend de la distance qui sépare l’objet du centre de la Terre.
Pour étudier les mouvements des satellites, on utilise des logiciels de simulation. Pour cela il faut indiquer l’expression
de la force gravitationnelle et faire varier les conditions initiales du mouvement (altitude et vitesse initiale).
Questions
A l’heure actuelle, les satellites ne sont pas lancés directement depuis la Terre car on ne sait pas encore leur donner
une vitesse initiale suffisante. On utilise des fusées à plusieurs étages, qui permettent de placer le satellite en
altitude avec une vitesse initiale perpendiculaire à la droite passant par le satellite et le centre de la Terre.
1. Quel est le référentiel utilisé pour étudier le mouvement d’un satellite autour de la Terre ?
_______________________________________________________________________
2. Quelle force s’exerce sur un satellite gravitant autour de la Terre ? ____________________
Est-ce la seule ? ____ Pourquoi ? ______________________________________________
Travail à faire
Simuler à l’aide du logiciel DYNAMIC, le mouvement d’un corps lancé « horizontalement », à la vitesse initiale Vo
depuis une certaine altitude au dessus de la Terre (voir fiche méthode).
Observer l’effet d’une augmentation de Vo afin de compléter la conclusion. Rechercher notamment pour quelle vitesse
initiale le satellite aura un mouvement circulaire (centré en O) : Pour cela, prendre Vo 0 m.s -1 (comme 10 -3 m.s -1),
puis augmenter Vo, enfin faire varier entre 2,0 et 5,0 x 10 3 m.s-1. Note tes observations et complète ci-dessous.
Conclusion
 Pour une vitesse initiale de valeur nulle, le corps ________________________________.
 Pour les faibles valeurs de vitesse initiale Vo, le corps ___________________________.
 Pour une valeur donnée de la vitesse initiale Vo = ________________________(appelée
vitesse cosmique), le corps a une trajectoire circulaire.
 Pour des valeurs de Vo supérieures à 5,0 x 10 3 m.s-1 (vitesse de libération de la Terre), le
corps ___________________________________.
ACTIVITE N°2: Et si on « lâchait » la lune… CHAPITRE P8
1. Charge le fichier de données “ lune.dat ”, qui correspond au mouvement de la Lune autour de la
Terre. Lance le tracé de la trajectoire.
a. Vérifie avec l’outil « règle » la valeur du rayon R de la trajectoire : R = _______________
b. Mesure avec l’outil « vitesse » sa valeur en plusieurs points. Que remarques-tu ? ________
_______________________________________________________________________
c. Décris la nature du mouvement de la Lune, en employant des expressions parmi les suivantes :
rectiligne, non rectiligne, circulaire, parabolique, uniforme, accéléré, retardé. (encadre)
2. La Lune est soumise à une force qui l’attire vers la Terre. Pourquoi, à ton avis, ne tombe-t-elle
pas sur la Terre ? _________________________________________________________
3. Vérifie avec le logiciel, en modifiant sa vitesse initiale. Remarque : Lorsque la vitesse initiale
est faible, diminuer éventuellement le paramètre de calcul dt lorsque la Lune se rapproche de la
Terre (dt = 10 s par exemple). Décris : __________________________________________
4. Et si la Lune n’était plus attirée par la force gravitationnelle exercée par la Terre ? A
l’aide du principe d’inertie, prévoir ce qui se passerait : ______________________________
5. Vérifie avec le fichier « lune.dat ». Lance le tracé de la trajectoire, puis le stoppe après un
quart de tour environ. Supprime alors la force gravitationnelle (menu « Forces > Supprimer »)
et relance le tracé. Alors ? Décris : ____________________________________________