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Niveau seconde
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Calcul: Force et gravitation

Posté par
nanoussa
04-04-10 à 15:54


Bonjour tout le monde !

J'ai un exercice énormement difficile a faire en physique et je n'y arrive pas du tout. Si qu'elqu'un pouvait m'aider sa serait gentil ! Voici l'exercice:

On considère une navette spatiale se déplaçan de laTerre vers la Lune. On appelle d la distance du centre de la Terre à la navette, de masse 1 800 kg.

1) Exprimer la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la navette.

2) Exprimer la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Lune sur la navette.

3) A quelle distance d0 de la terre les deux forces d'attractions précedantes auront-elles la même valeur ?

4) Les forces qui s'exerçent sur la navette se compensent-elles quand cette dernière se trouve à la distance d0 de la Terre ?

Données: masse de la lune: 1/83 de la masse de la terre; distance Terre-Lune: D= 3.80.105km.

Merci d'avance !

Posté par
Andyy
re : Calcul: Force et gravitation 04-04-10 à 16:13

Bonjour !
Je te rappelle la propriété fondamentalement de l'interaction gravitationnelle ... )

Deux corps A et B de masse mA et mB séparés pas une distance d exercent l'un sur l'autre des forces attractives telles que :
F A/B = G .\frac{mA . mB}{(d)²} , avec G = 6,67*10-11 S.I. , mA et mB en kg, et d en mètres.
FAIRE ATTENTION AUX UNITES !!!

1/ Ici, la terre exerce sur la navette une forme gravitationnelle...
Calcules : F T/N (T = terre et N = navette) !!!
Tu as la formule en haut ...

N'as tu pas oublié d'écrire la masse de la terre ?
Une fois que tu auras la masse de la terre, tu peux calculer la force gravitationnelle avec la formule !
Tu as la masse du satellite, de la terre, la distance, et G, tu pourras tout calculer ! (en faisant attention aux unités ! )
OKI ?

Posté par
Andyy
re : Calcul: Force et gravitation 04-04-10 à 16:14

pardon, dans l'expression F A/B, au dénominateur c'est d² ...

Posté par
nanoussa
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 14:11

Merci de m'avoir aidé ! Depuis ce matin j'essaye de faire le calcul pour trouver F, Mais comment faire si il me manque aussi la distance ? (comme ici)

Posté par
nanoussa
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 14:13

J'ai bien la masse du satelite, de la terre et G, mais il ma manque la distance non ?

Posté par
nanoussa
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 16:20

Je viens d'apprendre que pour els questions 1) et 2) il fallait seulement faire les expréssions litérales...
Car on me demande d'expriner et non pas de calculer ou de donner la valeur...
Mais je suis bloquer pour la question 3), Si quelqu'un pouvait m'aider...

Posté par
Junior
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 16:53

Bonjour,

1)Soit F1 (en vecteur) la force d'attraction gravitationnelle exercée par la terre sur la navette

F1= G*Mt*m/(Rt+h)^2=G*Mt*m/d^2 (en module)

2)Soit F2 (en vecteur) la force d'attraction gravitationnelle exercée par la lune sur la navette
F2= G*Ml*m/(Rl+h)^2 = G*Ml*m/(D-d)^2 (en module)

3)Tu résous: F1=F2
G*Mt*m/d0^2= G*Ml*m/(D-d0)^2
G*Mt/d0^2= G*Ml/(D-d0)^2 (on multiplie les 2 egalités par 1/m, mais ce n'est pas nécessaire ici puisqu'on connait m)

On connait G, Mt, Ml et D (et m aussi); donc c'est facile de calculer d0.
Mais comme a dit Andyy, á faire attention aux unités:
G=6.67*10^-11 dans le S.I; Mt et Ml (et m) en Kg; mais D et d0 devront figurer en mètre

4) Quand la navette se trouvent á une distance d0 de la terre, F1 et F2(vecteur) se compensent, puisque ce sont deux vecteurs opposés (même direction, module mais sens opposés)

Si dans la question:

Citation :
Les forces qui s'exerçent sur la navette se compensent-elles quand cette dernière se trouve à la distance d0 de la Terre ?
le terme '' les forces '' s'entend par F1 et F2 alors oui; mais si cela s'entend par toutes les forces extérieurs s'exercant sur la navette; deux cas sont possibles je pense:
- Lorsque la navette atteint une distance d=d0 de la terre et on éteint son moteur, alors oui ...
- Lorsque la navette atteint une distance d=d0 de la terre, mais le moteur n'est pas éteint alors non, car la résultante des forces extérieurs s'exercant sur la navette est égale á la force du moteur de la navette.

(Mais je pense plutot que la question parle uniquement de F1 et F2)


Posté par
Junior
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 16:55

Par Mt, je voulais dire MT (masse de la Terre avec un T majuscule); et sa valeur devra figurer dans l'énoncé ...

Posté par
nanoussa
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 17:59

Déjà merci de m'avoir répondu, Mais que veut dire le h ?

Posté par
Junior
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 18:36

h = hauteur á laquelle se trouve la navette par rapport á la surface de la terre

Posté par
Junior
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 18:37

dans le cas de la lune, h représente la hauteur á laquelle se trouve la navette par rapport á la surface de la lune

Posté par
Junior
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 18:38

Il fallait séparer; h1 et h2, mais bon ...

(Et désolé pour le multi - post)

Posté par
nanoussa
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 18:42

Merci ! Mais esce que je suis censé connaitre h car la distance a laquelle se trouve la navette par rapport a la surface de la lune ba je la connais pas !

Posté par
nanoussa
re : Calcul: Force et gravitation 05-04-10 à 18:51

Ah merci, je suis plus éclairer maintenant !
C'est vrai je connai
- D= 3,84*10^8m
- G= 6,67*10^11 N.m².kg^-2
- mt= 5.98 * 10^24 kg
- mL= 7,34*10^22 kg
- m= 1800 kg

Mais je ne sais toujours pas comment utiliser tout cela pour trouver d0

Posté par
Junior
re : Calcul: Force et gravitation 06-04-10 à 08:07

Ce n'est pas nécessaire de trouver h...
Je vais ré-expliquer:

- F1= G*Mt*m/(Rt+h1)^2 (c'est la formule générale si tu veux ...)

Rt représente le rayon de la terre, et h1 la hauteur á laquelle se trouve la navette par rapport á la surface de la terre... On ne connait ni Rt ni h1 !
Par contre dans l'énoncé c'est écrit:

Citation :
d la distance du centre de la Terre à la navette

donc on peut remplacer Rt+h par d

Par suite F1= G*Mt*m/d^2 Ok?

- F2= G*Ml*m/(Rl+h2)^2
De même, Rl représente le rayon de la lune, et h2 la hauteur á laquelle se trouve la navette par rapport á la surface de la lunne... On ne connait ni Rl ni h2 !
Par contre dans l'énoncé c'est écrit:
Citation :
d la distance du centre de la Terre à la navette

et
Citation :
distance Terre-Lune: D= 3.80.10^5 km.

donc on peut remplacer Rl+h2 par D-d

Par suite F2=G*Ml*m/(D-d)^2 Ok?

Pour calculer d0; tu résouds F1=F2

G*Mt*m/d^2 = G*Ml*m/(D-d)^2
Mt/d0^2 = Ml/(D-d0)^2 (j'ai multiplié les 2 égalités par 1/G*m pour simplifer, si tu ne sais pas; fais tout de suite un produit en croix)

J'aboutis á une équation du second degré, donc je ne sais pas si tu sais continuer

J'essaierai de trouver quelque chose autre



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