FICHE Chapitre 9 : Qu`est-ce qui assure la - seulin

FICHE
EXERCICES
Chapitre 9 : Qu’est-ce qui assure la cohésion
du système solaire ?
Données :
G = 6,67.10-11 N.m².kg-2
intensité de pesanteur terrestre g=9,81 N.kg-1
intensité de pesanteur lunaire gL=1,6 N.kg-1
Masse
Masse
Masse
Masse
de
de
du
de
la Terre mT = 5,97.1024 kg
la Lune : mL = 7,35.1022 kg
Soleil : mS=1,99.1030 kg
Vénus : mV=4,87.1024 kg
Rayon terrestre RT = 6,38.106 m
Rayon lunaire RL = 1,74.106 m
distance des centres de la Terre et du Soleil d=150 millions de km
Exercice n°1 : Sous l’influence du Soleil
1°> Donner toutes les caractéristiques des forces d’interaction gravitationnelle s’exerçant
entre la Terre et le Soleil.
2°> Représenter ces forces sur un schéma.
Exercice n°2 : Satellite artificiel
Le satellite météorologique METOP-A, lancé en 2006 depuis la base de Baïkonour, est le
premier satellite européen placé en orbite « polaire », ce qui signifie que sa trajectoire passe
pratiquement au-dessus des pôles géographiques. Ce satellite d’observation de la Terre
recueille notamment des informations sur l’atmosphère terrestre, afin d’améliorer les
prévisions météorologiques. La masse m de METOP-A est de 4,1 tonnes, et son orbite dans
le référentiel géocentrique est pratiquement circulaire à une altitude h au-dessus de la
surface de la Terre égale à 8,2.102 km. Ce satellite a une période de révolution T de 101
minutes.
1°>
2°>
3°>
4°>
Calculer la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
Quelle est la valeur de la force gravitationnelle exercée par le satellite sur la Terre ?
Représenter ces deux forces sur un schéma.
Calculer la vitesse moyenne v du satellite dans le référentiel géocentrique.
Exercice n°3 : La distance Vénus-Soleil
L’intensité de la force d’attraction gravitationnelle exercée par le Soleil sur Vénus est
F=5,50.1022 N.
Calculer la distance D qui sépare Vénus du Soleil, en km.
Exercice n°4 : Intensités de pesanteur
1°> Donner l’expression:
a) de la valeur de la force d’attraction gravitationnelle qu’exerce la Terre sur un objet
de masse m situé à une altitude h de la Terre en fonction de G ;
b) de la valeur du poids de ce même objet en fonction de g
c) En déduire l’expression de l’intensité de pesanteur g et la calculer pour une altitude
h=0m
2°> Donner l’expression:
a) de la valeur de la force d’attraction gravitationnelle qu’exerce la Lune sur un objet
de masse m situé à une altitude hL de la Lune en fonction de G ;
b) de la valeur du poids lunaire de ce même objet en fonction de g
c) En déduire l’expression de l’intensité de pesanteur lunaire gL et la calculer pour une
altitude hL= 0m
3°> Calculer le rapport entre l’intensité de pesanteur sur la Terre et sur la Lune pour une
altitude nulle.
Exercice n°5 : Brochure d’une voiture
Un constructeur automobile annonce sur la brochure de présentation d’une de ses
voitures :
Poids à vide : 1185 kg
1°> Comment modifierait-on cette brochure ? Pourquoi ?
2°> Calculer la valeur du poids de cette voiture de deux manières différentes (on suppose
qu’elle se trouve à l’altitude 0).
Exercice n°6 : Poids lunaire
Le 21 juillet 1969, l’astronaute Neil Armstrong posait le pied sur la Lune. Il fut le premier
homme à marcher sur la Lune. Cette mission, nommée Apollo 11, permit de ramener des
échantillons de minéraux lunaires.
1°> La masse m de ces échantillons mesurée sur Terre est de 21,7 kg. Quelle était leur
masse sur la Lune ?
2°> Quelle est la valeur du poids de ces échantillons sur la Lune ? et sur la Terre ?
3°> Pourquoi ces échantillons lunaires étaient-ils plus faciles à porter sur la Lune que sur
la Terre ?