Bonjour,j'aurais besoin de votre aide pour un exercice dont voici l'énoncé:
Un satellite géostationnaire est un satellite restant toujours au dessus du même point de la Terre.Cette situation n'est possible que si le satellite se trouve au-dessus de l'Equateur,à une distance de 36000km environ.A titre de comparaison la distance entre les deux centres terre-lune est de 380000km.Un satellite géostationnaire bien connu est météosat chargé des prévisions météo.
La terre réalise un tour en 23h 56min 4s,les satellites géostationnaires ont donc la même période de rotation.
On supposera que la terre et météosat sont de symétrie sphérique.
1°)D'après le principe d'inertie dans un référentiel bien choisi;justifier l'existence d'une force qui s'exerce sur météosat.
2°)que représente r dans l'expression de la force exercé par un corps sur l'autre:
F=(G*m*m')/r2
3°)Quelle est la valeur de r entre les deux corps terre et météosat?On donne le rayon de la terre r=6400km.
4°)Pourquoi est il important de supposer que les deux corps sont à symétrie sphérique?
5°)Quelle est la durée d'un tour pour météosat,convertir en secondes.
On a (23*60*60)+(56*60)+4=85364s.
6°)Quelle distance parcourt météosat en un tour?
Il parcourt 6400km.
7°)Quelle est alors la vitesse de ce satellite géostationnaire?
v=d/t=6400/85364=(a peu près)0.07km/s.
8°)Prouver que s'il n'y a que la force de gravitation terrestre qui s'exerce sur le satellite,la valeur de cette vitesse ne changera jamais.
Merci d'avance.
Bonjour,
D'où vient la réponse à la question 6 ?... C'est archi-faux...
Par conséquence, la réponse à la question 7 est fausse aussi bien sûr.
Bonjour,
Tes propositions de réponse aux questions 5, 6 et 7 : non elles sont incorrectes
Que proposes-tu ?
Question 1 :
Choisis un référentiel galiléen (le référentiel terrestre ne convient pas).
Relis les première et deuxième lois de Newton
Question 2 :
Facile, relis ton livre de cours dans le chapitre où il présente cette relation.
Question 3 :
Facile encore si tu as su bien répondre à la question 2
Question 4 :
Question difficile au niveau de la seconde. Tu peux répondre simplement que le centre géométrique d'une sphère est aussi son centre de gravité si le contenu de la sphère (les différentes masses des différentes parties de la Terre par exemple) est à symétrie sphérique.
Question 5 :
Recommence ton calcul ! Les opérations postées sont correctes mais le résultat est faux.
Question 6 :
Ceci est le rayon de la Terre. Pas grand-chose à voir. L'orbite de Météosat est circulaire. Quel est la valeur du rayon de cette orbite ? Quel est donc le périmètre de cette orbite ?
Question 7 :
Facile quand tu auras les bonnes valeurs pour les réponses aux questions 5 et 6
Question 8 :
Un peu plus délicat. Nous en parlerons en temps voulu...
1°)Je penses qu'on peut prendre la lune,non?
Si on relie la première et la deuxième,on en déduit que quand le centre d'inertie d'un solide est soumis à un ensemble des forces dont la somme vectorille est nulle,il est au repos.De plus avec la deuxième on en déduit que la somme vectorielle des forces appliqués à un objet est égal au produit de la masse de l'objet par son vecteur accélérateur,donc la masse ou le vecteur accélérateur est nul.
2°)je n'ai pas cette relation dans mon cours,j'ai : P=m*g=G*M*m/d2=F.
5°)J'ai trouvé 86164,désolé pour l'erreur de calcul,
6°)Je ne trouves aucune mesure permettant de mesurer météosat.
Merci beaucoup
1) Non, la Lune ne convient pas.
Quels sont les référentiels galiléens que tu connais ?
2) Que signifie d dans la relation que tu as postée ?
5) Oui, 86 164 secondes
Question 1
Comme je te l'ai écrit dans mon premier message, un référentiel terrestre ("le sol") ne convient pas. Ce n'est qu'un référentiel très approximativement galiléen et pour ce problème il ne convient pas du tout puisqu'un satellite géostationnaire est immobile par rapport à la Terre.
Question 2 :
D'accord
Ici les notations sont changées (on se demande un peu pourquoi, mais bon...) ; alors que signifie r dans la relation de ton énoncé. Attention soit précis dans ta réponse !
1°)On peut dire que le centre g du satellite est un référentiel galiléen.
2°)r est le rayon de la terre.
Bonjour Coll,
Les réponses quasi-simultanées est un problème que je gère très mal également...
Je te laisse continuer...
Tes deux réponses de 12 h 00 :
Relis ton cours pour chercher quels sont les référentiels galiléens.
r n'est justement pas le rayon de la Terre... sauf à la fin de la question dans l'énoncé
Météosat est loin au-dessus de l'équateur...
1°)un référentiel galiléen, ou inertiel, est un référentiel dans lequel un objet isolé (sur lequel ne s'exerce aucune force ou sur lequel la résultante des forces est nulle) est soit immobile, soit en mouvement de translation rectiligne uniforme.
2°)r est la distance entre terre et météosat.
D'accord pour la définition d'un référentiel galiléen. Mais ce que demande ton énoncé c'est de choisir un référentiel galiléen. Lequel choisis-tu ? Ton livre doit donner des exemples de différents référentiels...
Question 2 :
Oui, r est bien la distance de la Terre au satellite. Mais cette réponse n'est pas encore tout à fait assez précise.
Quelle est la valeur de r ? (N'oublie pas l'unité ! )
___________________
Tu n'es pas obligé de poster deux messages à chaque fois ; il me semble qu'un seul suffirait...
1°)Il y a:
-Le référentiel de Copernic;
-Le référentiel géocentrique;
-Le référentiel terrestre ou du laboratoire;
Voila ce que j'ai trouvé en faisan,t des recherches mais parcontre je n'avais rien dans mon cours à part la définition de référentiels galiléens.
2°)r=36000km environ
Merci,désolé pour les deux messages à chaque fois,j'oubliais de dire merci,
Question 1 : tu as fait de bonnes recherches. Maintenant le plus difficile : comprendre leurs différences et donc choisir, comme l'énoncé te le demande...
Question 2 : Ce n'est pas la bonne réponse.
C'est pour cela que je disais que ta réponse n'était pas assez précise.
36 000 km c'est l'altitude du satellite au-dessus de la surface de la Terre (au-dessus de l'équateur).
Mais dans la formule de la gravitation universelle F = G.M.m/d2 la lettre d représente la distance entre les centres de gravité des deux corps.
Tu as bien lu ce qui concerne la "symétrie sphérique"... Alors il faut corriger la valeur de r
1°)Je penses que Copernic correspond (car le référentiel de Copernic a pour origine le centre de gravité du système solaire et ses axes sont définis par rapport à des étoiles. Il est utilisé en tant que référentiel galiléen lorsque l'on considère des expériences terrestres "longues" où la rotation de la Terre, autour du Soleil, ne peut être négligée).Or notre expérience prend en compte la rotation de la terre.
2°)La symétrie sphérique consiste à dire qu'il n'y a que des couches donc pas de montagnes ou de crevasses.Mais je ne vois pas pourquoi l'altitude ne correspond pas à la distance.
Question 1 :
Oui, le référentiel héliocentrique de Copernic conviendrait. On peut aussi admettre qu'un référentiel géocentrique convient (solide imaginaire dont l'origine est au centre de la Terre et dont les axes sont orientés vers des étoiles très lointaines)
Question 2 :
Eh non. Si je suis sur la surface de la Terre (à l'altitude 0 m) et que je calcule mon poids, j'utilise dans la relation de la gravitation universelle une distance R = rayon de la Terre ; je n'utilise pas mon altitude qui est nulle.
Il faut faire de même avec le satellite...
Quelle est la distance entre le centre de la Terre et le satellite ?
1°)Bah vu qu'il y a déjà une force qui s'exerce sur météosat il faut qu'une autre force s'exerce pour la compenser.
2°)On a 6400+36000=42400km,non?
Merci beaucoup.
Question 1 :
Dans un référentiel géocentrique il n'y a besoin que d'une seule force pour expliquer le mouvement du satellite et cette force est justement la force d'attraction par la Terre (gravitation universelle).
Question 3 :
Oui ! Voilà pourquoi j'écrivais qu'il fallait être précis !
Il n'était pas suffisant d'écrire "d est la distance du satellite à la Terre" il fallait écrire : "d est la distance du satellite au centre de la Terre"
Question 6 :
Le satellite a une orbite circulaire de rayon 42 400 km
Quelle distance parcourt-il à chaque fois qu'il fait un tour ?
Question 7 :
Quelle est sa vitesse, sachant qu'il fait un tel tour en 86 164 secondes (attention aux unités ! )
merci beaucoup,alors maintenant place à la question 8...
Bah moi je dirais que vu que le satellite et la terre ont la même période de rotation donc qu'ils ont la même force gravitationelle.
Merci
Question 8 :
Une force est ce qui est susceptible de modifier une vitesse (plus exactement une quantité de mouvement, mais ceci n'est pas à ton programme).
Si la force est telle que sa projection sur le vecteur vitesse a une composante dirigée dans le même sens que la vitesse, alors l'intensité de la vitesse va augmenter.
Si la force est telle que sa projection sur le vecteur vitesse a une composante dirigée en sens contraire à celui de la vitesse, alors l'intensité de la vitesse va diminuer.
Si la force a une direction qui est strictement perpendiculaire à celle de la vitesse alors la projection du vecteur force sur le vecteur vitesse est nulle et l'intensité de la vitesse va rester constante. Le mouvement sera dit "uniforme"
Mais cette force dont la direction est perpendiculaire à celle de la vitesse va modifier sans cesse la direction de la vitesse : c'est le cas ici et c'est pourquoi le mouvement du satellite est circulaire.
En conclusion : le mouvement du satellite est circulaire et uniforme.
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