Bonjour à tous !
L'idée de Von Joly AU XVIII ème siècle, il y eut plusieurs tentatives pour mesurer la constante universelle de gravitation. Von Joly proposa l'expérience suivante. MS1 =5.0kg et MS2=5.8.10-3kg. La distance entre les centres des sphères est d=20cm et on admettra que la sphère la plus basse est à la distance R=6400km du centre de la Terre.
1.Exprimer la valeur de l'interaction Terre-sphère 1 et celle de l'interaction Terre-sphère 2. FT/S1=Gx(MTxMS1)/R² FT/S2=Gx(MTxMS)/(R+d)²
2.a)Exprimer la valeur F de la somme des interactions exercées par la Terre sur les sphères.
F=FT/S1+FT/S2=Gx(MTxMS1)/R² + Gx(MTxMS)/(R+d)²
b)La balance est en équilibre lorsque la valeur du poids de la masse m (force gravitationnelle exercée par la Terre sur m) est égale à F. En déduire une relation entre m, R, d, MS1 et MS2. Donner l'expression littérale de m.
P=Gx(MTxm)/R²
F=FT/S1+FT/S2=Gx(MTxMS1)/R² + Gx(MTxMS)/(R+d)²=Gx(MTxm)/R²
(je ne vais pas détailler mon calcul)
m=MS1+(MS2xR²)/(R+d)²
Et la je n'arrive pas à continuer à faire ces 3 questions.
3.a)Montrer que m'-m>0, c'est-à-dire qu'il faut en fait ajouter une masse Δm=m'-m>0 pour que la balance soit en équilibre lorsqu'on permute les deux sphères.
b)Déterminer Δm en fonction de R, d, MS1 et MS2 et des autres données.
On considèrera que 1/R²-1/(R+d)²=d/2R3 pour simplifier les calculs.
c) Calculer la valeur de Δm. Si on connait que d, Δm, MS1 et MS2, que peut on mesurer grâce à cette expérience ?
Merci de votre aide
3.a)Montrer que m'-m>0, c'est-à-dire qu'il faut en fait ajouter une masse Δm=m'-m>0 pour que la balance soit en équilibre lorsqu'on permute les deux sphères.
Dans l'expression : m = MS1 + MS2x (R²)/(R+d)²
(R²)/(R+d)² < 1
(R²)/(R+d)²= [(R+d)²-2Rd-d²])/(R+d)² = 1 -d(2R+d)/(R+d)² = 1 - K
avec K = d(2R+d)/(R+d)² à peu près égal à 2d/R (en négligeant d devant R)
m = MS1 + MS2 - K MS2
Je n'ai pas très bien compris pourquoi tu a fait (R²)/(R+d)² < 1 parce que ça ne me montre pas que m'-m>0.
Pourrais tu m'expliquer s'il te plait!
Merci!
Dans l'expression : m = MS1 + MS2x (R²)/(R+d)²
(R²)/(R+d)² < 1
(R²)/(R+d)²= [(R+d)²-2Rd-d²])/(R+d)² = 1 -d(2R+d)/(R+d)² = 1 - K
avec K = d(2R+d)/(R+d)² à peu près égal à 2d/R (en négligeant d devant R)
m = MS1 + MS2 - K MS2
Je ne fais que remarquer que : (R²)/(R+d)² < 1
puisque tous les nombrtes sont > 0 : R < R+d donc R² < (R+d)²
soit (R²)/(R+d)² < 1
J'essaie de faire apparaître une expression avec une partie symétrique :
MS1 + MS2 et un terme avec un signe bien défini.
Ensuite, sachant que MS1 > MS2 => -K MS1 < -K MS2 (K > 0)
...
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