a) Dans le référentiel terrestre, la Terre est immobile

NOM : Devoir n°4 2nde 16
1. (3,5 pts.) Cocher la bonne réponse :
a) Dans le référentiel terrestre,
□ la Terre est immobile
□ le Soleil est immobile
□ les étoiles sont immobiles
b) Pour étudier le mouvement autour de la Terre d'un
satellite géostationnaire (placé dans le même plan que
l'équateur, il reste en permanence à la verticale du
même lieu), il faut utiliser
□ le référentiel terrestre
□ le référentiel géocentrique
□ le référentiel héliocentrique
c) Les planètes du système solaire ont une trajectoire
pratiquement circulaire dans
□ le référentiel terrestre
□ le référentiel géocentrique
□ le référentiel héliocentrique
d) Quand deux objets de tailles et de masses très
différentes sont en interaction,
□ seul le petit exerce une force sur le gros
□ seul le gros exerce une force sur le petit
□ ils exercent chacun une force l'un sur l'autre
e) Quand un astronaute est sur la Lune, son poids est
(environ) :
□ six fois plus grand que sur la Terre
□ égal à son poids sur la Terre
□ six fois plus petit que sur la Terre
f) Quand un astronaute est sur la Lune, sa masse est
(environ) :
□ six fois plus grande que sur la Terre
□ égale à sa masse sur la Terre
□ six fois plus petite que sur la Terre
g) La force d'attraction gravitationnelle entre deux
objets de masses m et m' séparés d'une distance d est :
□
F=Gm.m '
d²
□
F=G.m.m ' .d²
□
F=Gd²
m.m '
2. (3 pts.) La Terre se déplace à une vitesse moyenne
de 29,9 km.s-1 par rapport au Soleil.
a) Dans quel référentiel cette vitesse est-elle
mesurée ?
b) Quelle est la distance parcourue par la Terre en une
année dans ce référentiel ?
c) En admettant que la trajectoire de la Terre soit
circulaire, en déduire la distance qui sépare la Terre du
Soleil.
3. (4 pts.) On rappelle que l'intensité de la pesanteur
sur Terre a pour valeur
g≈9,8 N.kg−1
a) Quelle relation existe-t-il entre masse, pesanteur et
poids ? (écrire la formule liant ces trois grandeurs et
rappeler leurs unités)
b) Calculer le poids d'une balle de masse 12
grammes.
c) Calculer le poids de la Tour Eiffel de masse 7200
tonnes
4. (4 pts.) On rappelle que l'intensité de la pesanteur g
à la surface d'un astre de masse M et de rayon R est
donnée par la relation
g=GM
R²
a) Qu'est-ce que G ?
b) Calculer g à la surface de Ganymède, un satellite
de Jupiter, sachant que :
MGanymède = 4,48.1023 kg
RGanymède = 2634 km
G = 6,67.10–11 N.m2.kg–2
c) Un astronaute et son scaphandre, d'une masse
totale de 120 kg, pèserait-il plus lourd ou moins lourd
sur Ganymède que sur la Terre ? Combien de fois ?
(justifier par un calcul)
5. (5,5 pts) Deux boules de pétanque de masse 700
grammes chacune sont placées à côté l'une de l'autre,
leurs centres étant séparés de 50 cm.
a) Exprimer la force de gravitation exercée par une
boule sur l'autre et préciser les unités des différentes
grandeurs utilisées dans la formule.
b) Calculer la valeur de cette force.
c) Représenter les deux forces exercées par chaque
boule sur sa voisine (faire un schéma simplifié, sans
souci d'échelle).
d) Pourquoi les deux boules ne viennent-elles pas à la
rencontre l'une de l'autre sous l'effet de ces forces ?
(justifier par un calcul)
Rappels et données :
1,00 an ≈ 365 jours
1,000 tonne = 1000 kg
MTerre = 5,98.1024 kg
RTerre = 6378 km