CHAPITRE 10 - LA GRAVITATION

UNIVERS – CHAPITRE 10 – LA GRAVITATION
CHAPITRE 10 – LA GRAVITATION UNIVERSELLE
I- LOI DE LA GRAVITATION UNIVERSELLE
Cette loi est dite "universelle" car elle est valable pour tous objets de l'univers qui possèdent
une ____________ .
Deux objets A et B, de masses respectives mA et mB, dont les centres sont séparés par une
distance d, exercent l'un sur l'autre des actions mécaniques attractives modélisées par des
forces, appelées forces d'attraction, ayant la même intensité F :
G est la constante de gravitation universelle : G = 6,67 x 10-11N.m².kg-²
mA et mB s'expriment en kilogramme ( ___ ), d en mètre ( ___ ) et F en newton ( ___ ).
En toute rigueur, cette loi n'est valable que pour des objets dont la masse est répartie
régulièrement de façon sphérique (comme une boule homogène).
Exemple:
Pour la Lune et la Terre:
FLune/Terre= FTerre/Lune = ________________
II- POIDS ET FORCE D'ATTRACTION TERRESTRE
Le poids d'un objet est la force qui traduit la manifestation de la gravitation au
voisinage de la Terre.
Cette force est dirigée selon la verticale du lieu vers le bas.
Voir TP sur le poids.
L'action mécanique qui explique la chute d'un objet (modélisée par le poids _____ de l'objet) et
l'action mécanique qui explique que la Lune gravite autour de la Terre (modélisée par la force
d'attraction _____ ) constituent une seule et même action mécanique.
L'intensité de la force d'attraction gravitationnelle F exercée par la Terre sur un objet
situé en son voisinage est égale à l'intensité du poids P de cet objet:
III- INTENSITE DE LA PESANTEUR
Tout astre, du fait de sa masse, exerce une attraction sur tout objet
proche. L'importance de cette capacité d'attraction est appelée
_________________________
Au voisinage de la surface d’un astre P = F on a donc pour un objet
de masse m:
m×g = G×
m × m astre
d2
soit
g = G×
m astre
d2
L'intensité de la pesanteur g en un lieu dépend donc de
- ________________________
- _____________________________________________
IV- INTENSITE DU POIDS SUR LA LUNE
L'intensité du poids d'un objet est environ ___ fois plus faible sur la Lune que sur Terre.
UNIVERS – CHAPITRE 10 – LA GRAVITATION
EXERCICES
EXERCICE 1
1) Donner l'expression littérale de la force FTerre/Lune exercée par la Terre sur la Lune.
2) Calculer sa valeur.
3) Donner l'expression littérale de la force FLune/Terre exercée par la Lune sur la Terre.
4) Représenter ces deux forces sur un schéma dans le cours: 1 cm ↔ 1×1020N
Données:
Masse de la Terre : mT = 5,98×1024 kg
Masse de la Lune : mL = 7,35×1022 kg
Distance entre le centre des 2 planètes: d = 3,84×105 km = 3,84×108 m
G = 6,67 x 10-11 N.m².kg-²
EXERCICE 2
1) Calculer l'intensité du poids P d'un objet de masse m = 50 kg sur Terre.
2) Calculer l'intensité de la force gravitationnelle F exercée par la Terre sur un objet de masse
m = 50 kg posé sur la surface de la Terre.
3) Conclure.
Données:
Intensité de la pesanteur sur Terre g = 9,81 N/kg
Rayon de la Terre: RT = 6,38×106 m
G = 6,67 x 10-11 N.m².kg-²
Masse de la Terre : mT = 5,98×1024 kg
EXERCICE 3
1) Calculer les intensités des poids sur Terre PT et sur la Lune PL d'une combinaison spatiale de
masse m = 150 kg.
2) Comparer ces deux valeurs.
Données:
Intensité de la pesanteur sur Terre g = 9,81 N/kg
Intensité de la pesanteur sur la Lune gL = 1,62 N/kg
UNIVERS – CHAPITRE 10
ACTIVITÉ 1
UNIVERS – CHAPITRES 9, 10
BILAN
Ce qu'il faut savoir :
Je pense le
savoir
Je ne pense
pas encore
lesavoir
Je pense
savoir faire
Je ne pense
pas encore
savoir faire
Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi.
→ TP 1 CHAPITRE 9
Savoir que la pesanteur terrestre résulte de l’attraction terrestre.
→ ACTIVITE 1 CHAPITRE 10
Ce qu'il faut savoir faire :
Décrire le mouvement d’un point
→ ACTIVITE 1 CHAPITRE 9 + TP 1 CHAPITRE 9
Calculer la force d’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre deux corps.
→ ACTIVITE 1 CHAPITRE 10
→ EX 1 ET 2 CHAPITRE 10 + EX 19 P 225
Calculer le poids d’un corps
→ TP 1 CHAPITRE 10
→ EX 2 CHAPITRE 10
Comparer le poids d’un même corps sur la Terre et sur la Lune.
→ EX 3 CHAPITRE 10
Savoir représenter une force sur un schéma
→ EX 1 CHAPITRE 10
→ EX 9 P 223 + EX 19 P 225