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Niveau terminale
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physique

Posté par
laetitia09
01-08-15 à 14:30

Exercice 1 (3 points)
Le programme Apollo 11, lancé en 1969, comprenait un vaisseau spatial,
pesant 18,58 tonnes, et 3 hommes d'équipage, d'une masse moyenne de
80 kg. Leur voyage aller-retour jusqu'à la Lune dura 195 h et 18 minutes, avec
21 heures et 36 minutes de temps d'immobilisation sur la lune.
1) Sachant que la distance Terre-Lune est de 384 000 kilomètres, quelle a été la
vitesse moyenne de la fusée (en km/h) ? (1 point)
2) Quel est le poids total du vaisseau habité sur la Terre (g = 9,8 N/kg) ? Sur la
Lune (g = 1,67 N/kg) ? (1 point)
3) Sur le schéma suivant, nous avons représenté le vaisseau spatial arrimé à sa
rampe de lancement. Représentez graphiquement la gravité terrienne, avec
50 000 N = 1 cm.

C'est les questions 2 et 3 que je n'arrive pas la question 1 j'ai trouvé çà : 1) tout d'abord on converti 195h en minute soit 11 700 minutes, on rajoute les 18 minutes se qui nous donne un total de 11 718 minutes
En suite on divise la distance par le temps D = 384 000 / 11 718
D= 32,77

La vitesse moyenne a été de 32,77 km/h.
Pouvez-vous m'aider pour les questions 2 et 3 et me dire si j'ai juste pour la question 1. Merci

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 14:49

Bonjour

Si le vaisseau spatial avait avancé à une vitesse de 32,77 km/h, je pense qu'ils auraient plutôt mis près de 500 jours pour arriver sur la lune et non un peu plus de 8 !

On peut d'ailleurs vérifier que le résultat est faux en appliquant simplement la formule :

Temps  =  \dfrac{Distance}{Vitesse}

Et l'application numérique donne, avec le résultat que tu as trouvé : Temps \approx 12 000  h (soit quand même près de 500 jours !). En faite, ce que tu as calculé est la vitesse moyenne du vaisseau en kilomètres par minute.

Etant donné qu'on te demande une vitesse en km/h (kilomètres par heure) il faut que tu divises la distance parcourue par une durée exprimée en heures ! Il faut donc que tu convertisses les 18 minutes en heures (un simple produit en croix en sachant que 60 minutes = 1 heure), que tu calcules la durée totale du voyage puis que tu utilises la formule que tu as utilisé auparavant.

Refais tes calculs et donne nous le nouveau résultat que tu obtiens pour la question 1.

Florian

Posté par
laetitia09
re : physique 01-08-15 à 14:55

32,77 * 60 = 1966,2 kilomètres heure

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 15:17

Oui, ou bien encore :

t = 195 + \dfrac{18}{60} = 195,3 h

Puis :

d = 384 000

Et donc

v = \dfrac{d}{t}

Et l'application numérique nous donne (4 chiffes significatifs suffisent) :

\boxed{v = 1966  km/h}

Enfin, on est donc d'accord pour la question 1

Pour la question 2 :

Le poids du vaisseau correspond à l'intensité de la force de pesanteur qui s'applique sur ce denier. Il s'exprime donc en Newtons (N). Et on a la relation suivante liant poids et masse :

p = mg

(Fais attention à bien mettre g et m dans les unités du système international, soit respectivement m/s² et kg)

Il ne te reste qu'à faire l'application numérique dans les deux cas.

Florian

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 15:19

je ne comprends pour la questions comment on peut y calculer

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 15:23

La masse totale du vaisseau correspond à la masse du vaisseau et de son équipage. Tu connais la masse du vaisseau seul, le nombre de membre de l'équipage et la masse moyenne de chacun de ces membres, tu peux donc calculer la masse totale du vaisseau.

Tu connais ensuite g sur Terre et sur la Lune (donnée dans l'énoncé).

Il ne te reste plus qu'à faire l'application numérique en utilisant : p = mg

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 15:27

1er cas  : 9,8 * 18,58 /240 = 0,7586833333

2ème cas : 1,67*18,58/*240 = 0,12928583333

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 15:33

Pourquoi divises-tu le tout par 240 ?

De plus, un résultat sans unité ne sert à rien, tout comme un résultat donné avec 10 chiffres significatifs.

Ca serait bien que tu fasses un effort de rédaction plutôt que de juste envoyer deux lignes de calculs. Sinon je ferai de même, je te donne juste les résultats, sans commentaires ni explication et à part avoir les réponses à tes questions tu n'auras alors surement rien appris...

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 15:40

je divise par 240 car ils sont trois :

1 er cas : Pour la terre g = 9,8*18,58 tonnes / 80 kg = 2,28 kg
2ème cas : Pour la lune : g = 1,67*18,58 tonnes / 80 kg = 0,39 kg

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 15:48

D'accord, je vois.

Tout d'abord, l'accélération de pesanteur sur la Terre et la lune te sont données. On a respectivement : g_terre = 9,8 N/kg et g_lune = 1,67 N/kg

Ensuite, commence par calculer la masse totale du vaisseau lorsque ses 3 trois occupants sont dedans.

(Tu peux faire la parallèle avec un exemple très bateau : tu as une boîte qui pèse 1 kg et tu y mets dedans 3 pommes qui pèse chacune 500 g ; quel est la masse totale de la boite avec les pommes dedans ?)

Florian

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 15:57

est ce que mes calculs sont justes avant

gterre = 9,8*18,58/80 = 2,28 kg * 3 = 6,83 kg
glune = 1,67*18,58/80 = 0,39 kg * 3 = 1,16 kg

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 16:01

Non. Tout d'abord g s'exprime en N/kg ou m/s² et non pas en kg. Ensuite il n'y a aucune raison de diviser par 80.

Je te rappelle qu'on a :

p = mg avec g soit égal à g_{Terre} si l'on calcule le poids sur Terre ou g_{Lune} si l'on calcule le poids sur la lune et m qui représente la masse totale du vaisseau avec ses occupants à l'intérieur.

D'où le fait qu'il te fasse commencer par calculer la masse totale du vaisseau avant de faire quoi que ce soit d'autre.

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 16:09

et comment on fait pour calculer la masse total du vaisseau

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 16:10

Le vaisseau vide pèse 18,58 tonnes. On y rajoute 3 personnes qui pèse chacune 80 kg.

Quelle est la masse totale (vaisseau + 3 occupants) ?

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 16:20

18,58 tonnes + 240 kilos = 20,98 tonnes

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 16:24

Donc ça ne te dérange pas plus que ça d'additionner des tonnes (1 tonne = 1000 kg) et des kg ?

Là tu viens d'écrire que chaque occupant a une masse de 800 kg...

Il faut que tu additionnes les deux masses exprimées en kilogrammes ou en tonnes mais tu ne peux pas mélanger comme ça tonnes et kilogrammes. On ne peut pas additionner des pommes et des poires

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 16:28

La masse totale = 18,58 tonnes + 0,24 tonnes = 18,82 tonnes

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 16:33

D'accord je suis d'accord avec ça.

Tu peux désormais utiliser la formule p = mg

Cette fois fais bien attention à mettre m en [b]kg[/tex]. Et pour g prends les valeurs sur la Terre et sur la Lune qui te sont données dans l'énoncé.

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 16:40

p=mg
p=18,82 *9,8 = 184,44 tonnes pour la terre

p=mg
p=18,82 * 1,67 = 31,43 tonnes

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 16:42

C'est encore une fois faux, lis les indications que je te donne !

Citation :
Cette fois fais bien attention à mettre m en kg


Et un poids s'exprime en Newtons (symbole : N) et non pas en kilogrammes.

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 16:57

p= 18,82*9,8mg = 184,44 Newton pour la Terre

p= 18,82*1,67mg = 31,43 Newton pour la Lune

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 17:00

Pourquoi refuses-tu de convertir la masse totale du vaisseau en kg ?

Sur Terre, un poids de 184,44 N correspond un peu près à une masse de 20 kg...

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 17:05

donc
p = 18,82 * 9 = 184,44 Newton ce qui donne 18,81 kg pour la Terre
p = 18,82* 1,67 = 31,43 Newton ce qui donne 3,21 kg pour la Lune

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 17:09

NON !

Je te montrais simplement que 20 kg sur Terre correspond environ à 188 N, donc ton résultat ne pouvait en aucun cas être juste étant donné que le vaisseau pèse près de 19 tonnes !

Encore une fois, applique LA MEME FORMULE, mais CONVERTI LA MASSE DU VAISSEAU EN KILOGRAMMES

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 17:23

mais comment on fait

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 17:39

p=0,99+18400=18400,99 kg

Posté par
J-P
re : physique 01-08-15 à 17:43

Pas d'accord avec certaines réponses.

1)

Longueur du voyage aller-retour = 2 * 384000 = 768 000 km

durée du voyage aller-retour de la fusée : t = 195 + 18/60 - (21 + 36/60) = 173,7 h

v moyenne = 768000/173,7 = 4421 km/h. (à arrondir pour le nombre de chiffres significatifs ?)
-----
2)

P = m * g

m = 18,58*1000 + 3 * 80 = 18820 kg

P (Terre) = 9,8 * 18820 = 184436 N (à arrondir pour le nombre de chiffres significatifs ?)
P (lune) = 1,67 * 18820 = 31429 N (à arrondir pour le nombre de chiffres significatifs ?)
-----

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 17:51

c'est à dire quoi pour le nombre de chiffres significatifs

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 17:55

et pour la 3

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 18:09

En effet, j'avais mal lu que la durée correspondait à un A/R.

Pour la 3)

On te dit que 1 cm sur le dessin doivent correspondre à 50 000 N. Il faut alors que tu trouves la longueur sur le dessin représentant une force de 1,844 * 105 N (poids du vaisseau sur Terre)

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 18:12

ce que JP a mis c'est juste pour la 1 et la 2

Pour la 3) 1,844*105 = 184400 c'est çà ou pas

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 18:15

mais comment on peut faire le schéma pour la 3

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 18:43

Oui, J-P t'as donné les réponses aux question 1) et 2).

Maintenant on te demande de représenter le poids sur le dessin (qui à priori t'es donné vu la tournure de l'énoncé !).

Sachant qu'on prend comme échelle : 1 cm <-> 50 000 N alors le poids du vaisseau sera représenté par une flèche verticale, orientée vers le bas, de longueur 3,7 cm environ et ayant pour point d'application le centre de gravité du vaisseau.

Florian

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 18:47

donc pour la 3, je fais juste une flèche

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 18:53

Es-tu vraiment en terminale ? Parce que c'est quand même la base là, de représenter le poids d'un objet sur un schéma...

Je te renvoies à cette fiche : [lien] pour que tu y cherches ta réponse

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 19:15

Oui je suis rééllement en terminale mais j'ai des difficultés en physiques

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 19:22

Regarde alors le lien que je t'ai indiqué dans mon message précédent pour voir comment représenter le poids du vaisseau.

Florian

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 19:28

oui, mais je ne comprends pas la fiche, quelle figure qu'y puisse m'aider

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 19:32

La toute première partie : "Le poids" ; puis on retrouve tout au long de la fiche des exemples où apparaissent la représentation du poids. Je ne sais pas comment t'aider davantage

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 19:44

çà veut dire quoi :
Sens : vers le centre de la Terre

Point d'application : par convention, G, centre d'inertie du solide

Intensit´e : P  mg

P : poids du solide en Newton (N)

m : masse du solide en kg

g : intensit´e de la pesanteur terrestre en N.kg-1
avec g  G.
mT
R2
T

mT : la masse de la terre (5,98.1024 kg)

RT : le rayon de la terre (6,38.106 m)

G : constante de graviation universelle (6,6742.10-11 Nm2kg-2)

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 19:47

Mais tu n'as jamais représenté une seule fois le poids d'un système en exercices ?!

Et je t'ai dis précédemment exactement quoi tracer :

Citation :
alors le poids du vaisseau sera représenté par une flèche verticale, orientée vers le bas, de longueur 3,7 cm environ et ayant pour point d'application le centre de gravité du vaisseau.

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 19:55

non c'est pour çà que je ne comprends pas. Et que je ne comprends toujours rien

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 20:05

Je pense que ce qu'il te faut c'est rechercher tes cours de première et terminale ou trouver des cours sur Internet (même si les deux premières questions sont en théorie du niveau collège).

Je peux également te conseiller de lire les fiches de physique qui se trouvent sur l'île (seconde, première et terminale)

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 20:12

mais vous pouvez pas m'aider à faire ce schéma

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 20:13

Il faudrait déjà que tu joignes le dessin qui est dans ton énoncé. Puis je t'ai dis exactement quoi tracer, deux fois. Que ne comprends-tu pas dans "tracer une flèche verticale, orientée vers le bas et mesurant 3,7 cm" ?

Posté par
laetitia09
physique 01-08-15 à 20:29

Voilà l'image

physique

Edit Coll : image recadrée

Posté par
Florianb
re : physique 01-08-15 à 21:46

Ca te donne quelque chose de ce genre (voir fichier joint).

Mais si j'ai un bon conseil à te donner, tu ferais mieux de combler tes lacunes (en demandant éventuellement de l'aide sur l'île) au lieu de simplement attendre que les réponses arrivent.

physique



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