Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Gravitation avec tintin

Posté par
kazekage
25-02-11 à 16:12

Bonjour a tous, j'ai un exo a faire et il y a un point qui me pose probleme, j'aimerais savoir si quelqu'un pouvait m'eclairer .

Voici l'exo :

En 1954, Hergé, publie deux albums des aventures de Tintin : « Objectif Lune », et « On a marché sur la Lune ». Dans cette nouvelle aventure, il envoie Tintin et ses amis sur la Lune, dans la désormais légendaire fusée rouge et blanche imaginée par le physicien le plus farfelu de la Bande Dessinée, le professeur Tournesol.
Le but de cet exercice est de vérifier, à l'aide de vos connaissances en mécanique, si Hergé était rigoureux dans sa description des phénomènes physiques dans l'espace et dans la fusée.

IMPORTANT : on a la sensation d'être en impesanteur lorsqu'on ne subit aucune réaction de la
part d'un quelconque support. La sensation de pesanteur est donc liée à la valeur de la réaction du
support sur un être vivant. Cette sensation sera d'autant plus grande que la valeur de la réaction
du support sera grande.


Donnees :

Planete       Masse                  Rayon            Valeur du champ de pesanteur à la surface
Terre   MT = 6,0 x 1024 kg        RT = 6,4 x 106 m        g0 = 9,8 m.s-2
Lune    ML = 7,4 x 1022 kg        RL = 1,7 x 106 m        gL = 1,6 m.s-2

G = 6,67 x 10-11 S.I.

On considère le système {professeur Tournesol}, de masse mP et de
centre d'inertie P, évoluant dans la fusée à une altitude h par
rapport à la surface terrestre (voir schéma en annexe).

1. Donner l'expression de la force de gravitation F qui s'exerce sur le système.

2. Dans le cas où le moteur est coupé (impesanteur), appliquer la deuxième loi de Newton au
système et en déduire l'expression de la valeur aP du vecteur accélération du système.

3. Dans le cas où le moteur fonctionne, on crée une « pesanteur artificielle » à l'intérieur de la
fusée. Du fait de cette pesanteur artificielle, la réaction R du plancher de la fusée sur le professeur Tournesol est égale, en valeur, à celle du poids du professeur à la surface terrestre :
il a ainsi la même sensation que s'il était sur Terre.

a) Représenter la force R sur le schéma de l'annexe.

b) Appliquer la deuxième loi de Newton au système et en déduire l'expression de la valeur a'P du
vecteur accélération du système

C'est cette derniere question qui m'embete, 3b).

Nous avons un schema sur lequel on a un vecteur unitaire u sur un (Ox)qui est oppose a la force de gravitation et donc a l'acceleration, non ?

On projette sur l'axe :

Donc, ca fait que -Fx.u + Rx.u = -m.a'px.u non ? vu que la force R est dans le sens de u et que les vecteurs F et a'p dans le sens oppose ?

Soit m.a'p = F - R ? (en valeur)

Je sais que l'enonce est un peu long mais ce serait vraiment gentil de me repondre .

Posté par
kazekage
re : Gravitation avec tintin 25-02-11 à 19:56

Ce serait vraiment gentil de me repondre SVP ...

Posté par
kazekage
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 12:07

S'il vous plait repondez-moi ! Pleins de topics ont ete corrige suaf le mien ... C'est juste une petite question ...

Posté par
Marc35
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 13:06

Bonjour,
1) Force de gravitation... Tu dois avoir la formule dans ton cours.
3$F\,=\,G\frac{M_T\,m_P}{(h+R_T)^2}
2) 3$a_P\,=\,G\frac{M_T}{(h+R_T)^2}
3b) On a
3$\vec{F}\,+\,\vec{R}\,=\,m_P\,a^'_P
Selon ce que tu as écrit, on doit avoir :
3$-\,F\,+\,R\,=\,m_P\,a^'_P
(on ne fait pas d'hypothèse sur a'P, vu que c'est ce que l'on cherche)
D'après l'énoncé, R = mP g
3$m_P\,a^'_P\,=\,m_P\,g\,-\,F
3$a^'_P\,=\,g\,-\,\frac{F}{m_P}
3$a^'_P\,=\,g\,-\,G\frac{M_T}{(h+R_T)^2}

sauf erreur éventuelle...

Posté par
Marc35
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 13:06

3b) On a
3$\vec{F}\,+\,\vec{R}\,=\,m_P\,\vec{a^'_P}

Posté par
kazekage
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 16:28

oui mais a'p est dans le sens oppose de u donc ce n'est pas plutot :  

-a'p = -F + R

soit a'p = F - R (en valeur)

Posté par
kazekage
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 16:33

oh pardon je veux dire :

mp . a'p =  F - R (en valeur)

Merci beaucoup de m'avoir repondu mais j'aimerais vraiment comprendre pourquoi ce que je propose est faux

Posté par
Marc35
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 16:50

Tu ne peux pas prédire le sens de l'accélération a'P. C'est le calcul qui le dira : a'P peut être positif ou négatif.
Quand on projette sur l'axe, on peut donner des signes aux forces connaissant leur valeur absolue et leur sens.
Si j'ai bien compris, le vecteur u (ou l'axe) est orienté dans le sens où on s'éloigne de la terre.
Donc F < 0 et R > 0.
C'est pour cette raison que l'on a :
3$m_P\,a^'_P\,=\,R\,-\,F

sauf si j'ai mal compris et que je me suis trompé sur le sens de l'axe...

Posté par
kazekage
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 16:59

Oui effectivement on a l'axe dans ce sens mais on sait que l'acceleration est radiale et centripete donc dans le meme sens que F.

Donc. quand on projette, on a : (vec)a'p = a'px . (vec)u   avec a'px = -a'p

Soit : -a'p.u = -F.u + R.u

on simplifie par u :

-a'p = -F + R (valuer)

et a'p = F + R (valeur)

Posté par
Marc35
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 17:45

Citation :
l'acceleration est radiale et centripete

Radiale certes mais centripète lorsqu'on a F seulement. Si on ajoute une autre force, on ne sait pas...
Avec \vec{F} seulement : m\,\vec{a_P}\,=\,\vec{F}. Donc \vec{a_P} a le même sens que \vec{F} puisque m > 0.
Si on a  m\,\vec{a_P}\,=\,\vec{F}\,+\,\vec{R} , on ne peut plus préciser a priori la direction et le sens de \vec{a_P} parce qu'on ne connaît pas a priori la direction  et le sens de la somme \vec{F}\,+\,\vec{R} .

Posté par
Marc35
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 17:47

Si, après projection,  a_P est négatif, alors \vec{a_P}  est centripète .

Posté par
Marc35
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 17:49

Si, après projection,  le calcul donne a_P négatif, alors \vec{a_P}  est centripète

Posté par
kazekage
re : Gravitation avec tintin 26-02-11 à 18:00

Ah d'accord , merci beaucoup.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !