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Niveau seconde
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Forces avec un satellite autour de la Terre

Posté par stern (invité) 02-02-08 à 14:03

Bonjours, je voudrais qq conseil pour réaliser cet exercice svp!

Questions:
On considère un satellite qui tourne autour de la Terre sur une orbite circulaire à une altitude de 400km.
Il effectue un tour de la terre en 1h33min.
1)En utilisant le principe de l'inertie, montrer que le satellite est soumis à une force.
2)Qui exerce cette force sur le satellite?
3) Faire un schéma et représenter cette force.
4)Quel est le meilleur référentiel pour étudier le mouvement du satellite?
5)Déterminer la vitesse su satellite dans ce référentiel.

Mes réponses:
1)Je pense que grace à l'inertie, le satellite tourne toujours autour de la Terre, sans elle, il partirait orbite non?
2)La Terre
3)Je pense que je vais fair la terre et le satelite avec une fleche quio part du milieu de la terre pour aller au milieu du sattelite avec marqué dessus "force d'inertie"
4)Je ne sais pas ce que c'est un référentiel
5)Je ne sais pas ce que c'est un référentiel

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:21

Bonjour,

La réponse à la deuxième question est bonne.

Peux-tu recopier (ce n'est pas long : une ligne environ) le principe d'inertie de ton cours ?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:31

Je n'ai pas de cours, c'est un exercices avant la leçon noté, mais dans mon livre il y a marqué:

IV - Le principe d'inertie

Dans un référentiel terrestre, tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.

Remarques :
-Persévérer dans son état de repos signifie rester immobile.
-Le Principe d'inertie s'applique également à un corps qui n'est soumis à aucune force.
-Le Principe d'inertie n'est valable que dans certains référentiels. Nous l'appliquerons dans les référentiels terrestres, géocentriques, héliocentriques.
-Lorsque la trajectoire d'un corps n'est pas une droite ou lorsque la vitesse de ce corps n'est pas constante, on peut en conclure d'après le Principe d'inertie que les forces qui s'exercent sur ce corps ne se compensent pas.

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:35

La quatrième remarque te permet de répondre à la première question de ton exercice.

Quelle est la trajectoire d'un satellite autour de la Terre ? Conclusion ?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:37

1) comme la trajectoire n'est pas une droite et que la vitesse n'est pas constante, d'apres le principe de l'inertie, le satellite est soumis a une force.
c'est bon comme ça?

Posté par
J-P Correcteur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:38

Tiens, moi je pensais que le principe d'inertie tel que tu l'as écrit (presque juste) n'était strictement valable que dans les référentiels galiléens (ou inertiels) ...
et que les référentiels Terrestres n'étaient pas galiléens.



Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:40

je ne compredn plus ma!

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:40

l*

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:40

la*

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:40

je ne comprend plus la***

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:41

Si la trajectoire est circulaire (c'est ton énoncé) alors le module de la vitesse est constant. Mais la direction de la vitesse change sans cesse, donc le vecteur vitesse change sans cesse. Et pour cela il faut une force. C'est bien !

Troisième question : pour ma part, j'aurais plutôt dessiné une force dont l'origine est au centre du satellite et dirigée vers le centre de la Terre : elle représente l'attraction du satellite par la Terre et c'est cette force qui "courbe" la trajectoire qui, comme tu l'as bien dit, serait sans elle une droite. Le satellite "prendrait la tangente"...

Quatrième et cinquième questions : les référentiels sont sûrement expliqués dans ton chapitre puisque ces mots sont employés dans ce que tu as recopié

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:46

Bonjour J-P

Eh oui... et ce qu'il a recopié ressemble plus à un texte provenant d'un livre qu'à un texte provenant de notes prises en cours...
stern >> Une meilleure formulation du principe d'inertie (si je t'ai demandé de le copier c'est que je ne trouve jamais deux énoncé identiques parmi les élèves...) serait :

Citation :
Dans un référentiel galiléen, tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.


Et une remarque dirait que très souvent, mais pas toujours, on peut assimiler un référentiel terrestre à un référentiel galiléen.

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:49

C'est tout ce que j'ai dans mon livre:

I - Notion de force, modélisation

Lorsqu'un corps ( acteur ) agit sur un autre corps ( receveur ), on dit qu'il exerce sur lui une action mécanique ou force que l'on représente par un vecteur force .

Le vecteur force  est caractérisé par :

Son origine : le point d'application de la force
Sa direction : celle de la force
Son sens : celui de la force
Sa valeur : ( en Newton N. ) elle se mesure avec un dynamomètre

Remarque : Pour représenter un vecteur force, il faut choisir une échelle

II - Effet d'une force sur le mouvement d'un corps

Une force qui s'exerce sur un corps modifie :

Soit la valeur de sa vitesse
Soit la forme de sa trajectoire
Soit les deux à la fois

Remarque : Lorsque la force a la même direction que le mouvement, seule la valeur de la vitesse change.

III - Influence de la masse

Les effets d'une force sur le mouvement d'un corps sont d'autant plus importants que la masse du corps est petite.

IV - Le principe d'inertie

Dans un référentiel terrestre, tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.

Remarques :

Persévérer dans son état de repos signifie rester immobile.
-Le Principe d'inertie s'applique également à un corps qui n'est soumis à aucune force.
-Le Principe d'inertie n'est valable que dans certains référentiels. Nous l'appliquerons dans les référentiels terrestres, géocentriques, héliocentriques.
-Lorsque la trajectoire d'un corps n'est pas une droite ou lorsque la vitesse de ce corps n'est pas constante, on peut en conclure d'après le Principe d'inertie que les forces qui s'exercent sur ce corps ne se compensent pas.

Posté par
J-P Correcteur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 14:54

Salut Coll.

En aparté pout Coll (donc Stern ne lis pas ceci).

Je trouve que la manière actuelle d'aborder la notion de référentiels dans les études secondaires et de vouloir à tour prix ramener toutes les études à un référérentiel Galiléen ou assimilé (et par là par exemple faire fi de la force centrifuge nécessaire aux explications des phénomènes dans des référentiels non galiléens) a parfaitement atteint son but si celui-ci était de complètement paumer l'élève moyen.

On n'arrète ni le progrés, ni les bêtises.
Mais ceci n'engage que moi.






Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:02

Oui J-P
J'ai souvent dû expliquer l'accélération de Coriolis... avec les bases des bacheliers actuels, en effet, ce n'est pas rien !

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:09

comme je fais alors pour les 4 et 5?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:16

Question 4 : Tu n'as vraiment pas de cours (ton livre) qui t'explique ces trois référentiels ?

Citation :
...les référentiels terrestres, géocentriques, héliocentriques


Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:19

je regarde...

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:21

je n'ai que:

Le Principe d'inertie n'est valable que dans certains référentiels. Nous l'appliquerons dans les référentiels terrestres, géocentriques, héliocentriques.

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:27

Ce n'est pas un livre que tu as... c'est un résumé d'aide-mémoire...

Réponse à la question 4 : le référentiel pratique pour étudier le mouvement d'un satellite terrestre est le référentiel géocentrique. Dans ce référentiel le satellite a un mouvement circulaire et uniforme selon ton énoncé.

Dans le référentiel terrestre il faudrait prendre en compte la rotation de la Terre ce qui ne serait pas simple.

Dans le référentiel héliocentrique (centré sur le Soleil) il faudrait prendre en compte le mouvement de la Terre sur l'orbite terrestre.

Question 5 : A l'altitude de 400 km quelle est la distance du satellite au centre de la Terre ?
Que vaut donc le périmètre de la circonférence décrite en 1 h 33 c'est-à-dire la longueur de l'orbite circulaire du satellite dans ce référentiel géocentrique ?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:33

et bien 400 km de hauteur

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:35

Le référentiel Géocentrique est utilisé pour étudier le mouvement des satellites terrestres la je ne vois pas

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:36



L'altitude est la distance entre la surface de la Terre et le point auquel on s'intéresse, ici le satellite.

Mais il faut ajouter le rayon de la Terre pour avoir la distance entre le centre de la Terre et le satellite.

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 15:51

6 371 + 400 = 6771 km?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 16:16

mais comment calculer?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 18:14



Comment calcules-tu le périmètre d'une circonférence ? (l'énoncé dit que l'orbite est circulaire)

Cette distance est parcourue en 1 h 33 minutes.

Posté par
hamza2223
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 18:20

le meilleur référentiel est le référentiel géocentrique qui est considéré comme un référentiel galiléen la ou la deuxiéme lois de newton est bien vérifier

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 02-02-08 à 18:34

Bonjour hamza2223
C'est vrai, mais ce n'est pas pour cela qu'il est ici préférable de prendre un référentiel géocentrique.
Ni dans un référentiel terrestre ni dans un référentiel héliocentrique la trajectoire du satellite n'est plane et circulaire.

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 17:31

2 x pi x R c'est ça?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 17:32

2 x pi x 400 ???

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 18:25

2 R : oui, bien sûr, mais pas 2 400

R est la distance du satellite au centre de la Terre, distance que je t'ai demandé de calculer ; tu l'as calculée le 02/02 à 15 h 51 :
R = 6 371 + 400 = 6 771 km

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 19:51

donc 2 x pi x 6771 ça nous donnera la vitesse du satelite? mais on ne se sert pas des 1h33?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 19:53

2 6 771 = la distance parcourue en 1 h 33 min

Non, ça ne donnera pas la vitesse, mais on s'approchera du résultat...

Tu peux écrire si tu le souhaites l'expression qui donne la vitesse (attention aux unités !)

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 19:56

2 x pi x 6771000 / 93 donne le résultat en m.s-1 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 19:59

Non, cela donnerait le résultat en m.min-1 (mètres par minute).
Pourquoi pas. Mais ce n'est pas une unité habituelle

Par combien faut-il diviser (2 * * 6 771 000) pour avoir des mètres par seconde ?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 20:04

5820?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 20:08

1 heure = 60 minutes = 3 600 secondes
33 minutes = 33 * 60 = 1 980 secondes

1 h 33 min = 93 minutes = 93 * 60 = 5 580 secondes

Que vaut la vitesse du satellite sur son orbite dans un référentiel géocentrique ?

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 20:09

elle vaut 5 580s

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 20:14

ça fais 7624,27m.s-1

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 20:17

Oui, la vitesse du satellite est environ de 7 624 m.s-1 (près de 27 500 km.h-1)

Posté par stern (invité)re : Forces avec un satellite autour de la Terre 03-02-08 à 20:18

merci beaucoup!! J'ai relancé une conversation sur un autre exercice c'est le dernié que j'ai a fair pour demain vous pouvez m'aider Coll?

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