Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

champ gravitationnel

Posté par
justine56
23-01-18 à 14:26

Bonjour, voici l'exercice qui me pose soucis.

On considère une planète A de masse Ma et de rayon Ra. On note G1 le champ gravitationnel crée par la planète A à l'altitude Z1 et G2 le champ gravitationnel crée par la planète A à l'altitude Z2. L'origine des altitudes est prise à la surface de la planète A.

Données: constante de gravitation universelle : G= 6,67*10^-11 m.^3.kg^-1.s^-2.
                                    Z1 = 1000 km                      G1 = 7,320 N.kg^-1
                                    Z2 = 1500 km                      G2 = 6,420 N.kg^-1

densité d'un solide : d= P/Peau avec p = masse volumique du solide et Peau = masse volumique de l'eau.

Masse volumique de l'eau : Peau = 1,00* 10^3 kg.m^3.
Volume d'une sphère de rayon R :  V= 4/3* /R^3
Expression du champ gravitationnel en fonction de l'altitude :
G(Z1)= (G*MA)/( RA+Z1)²

1. Exprimer puis calculer le rayon RA en km de la planète A suppose sphérique.
2. Exprimer puis calculer la masse MA en kg de la planète A.
3. Exprimer puis calculer la densité moyenne d de la planète A.
4. Exprimer puis calculer la valeur Go ( en N.kg^-1) du champ gravitationnel créé à la surface de la planète A.


Merci d'avance

Posté par
picard
re : champ gravitationnel 23-01-18 à 15:30

Re-bonjour.

Exprimez le champ gravitationnel G1 créé par la planète A à l'altitude z1, en fonction de G, MA, RA et z1.

Exprimez, de même, le champ gravitationnel G2 créé par la planète A à l'altitude z2, en fonction de G, MA, RA et z2.

En faisant ensuite le rapport G1 / G2, des simplifications vont permettre de disposer d'une équation à une seule inconnue RA.

Sortez RA, puis calculez sa valeur.

La suite ne présente pas de difficultés insurmontables.

A vous de jouer.

Posté par
justine56
re : champ gravitationnel 23-01-18 à 16:18

J'ai déjà essayer d'exprimer le champ gravitationnel G1 et G2, mais c'est justement ici que je bloque..

Posté par
picard
re : champ gravitationnel 23-01-18 à 17:10

La force de gravitation exercée par la planète A sur un corps de masse m situé en un point S, à l'altitude z est, d'après la loi de la gravitation universelle de Newton :

\vec{F}_{A/S} = -G \dfrac{M_A m}{(R_A + z)^2}  \vec{u}_{A \rightarrow S}          \vec{u}_{A \rightarrow S} est un vecteur unitaire dirigé du centre de A vers S.


Par définition, le champ de gravitation \vec{g} au point S est :

\vec{g} = \dfrac{\vec{F}_{A/S}}{m}     càd encore     \vec{g} =-G \dfrac{M_A }{(R_A + z)^2}  \vec{u}_{A \rightarrow S}


La valeur de ce champ sera donc : g = G \dfrac{M_A }{(R_A + z)^2}


Transposez cette définition à la situation de votre exercice ; attention aux confusions entre g, champ de gravitation, et G constante d'interaction gravitationnelle.

J'ai noté le champ de gravitation \vec{g} ce n'est pas cette notation qui est  utilisée habituellement, mais je n'ai pas trouvé d'autres options dans l'éditeur de formule LaTex.

Posté par
justine56
re : champ gravitationnel 24-01-18 à 11:59

J'ai compris comment vous aviez trouver la valeur du champ de gravitation

Pour la transposer en fonction de mon exercice, j'ai fais : g= 6,67*10^-11*\frac{Ma}{\left( Ra+2500\right)²}

Mais pour avoir ma formule complète, il faut que je trouve Ma et Ra

Posté par
picard
re : champ gravitationnel 24-01-18 à 13:49

Citation :
Pour la transposer en fonction de mon exercice, j'ai fait :  g = 6,67*10^{-11}*\frac{Ma}{\left( Ra+2500\right)²}
Vous êtes sur la bonne piste, mais le bout de cette piste n'est pas encore en vue...

L'énoncé vous donne 2 valeurs du champ de gravitation pour 2 altitudes.

Ecrivez donc 2 expressions (littérales), une avec g_1 et z_1, l'autre avec g_2 et z_2.

Faites ensuite le rapport de ces deux expressions ; de merveilleuses simplifications vont apparaître et la suite sera alors plus aisée.

De plus, en écrivant   g = 6,67*10^{-11}*\frac{Ma}{\left( Ra+2500\right)²}, càd en mélangeant littéral et numérique, vous courrez à l'erreur car la valeur de la constante G =  6,67  10^{-11} m^3. kg^{-1}.s^{-2} est donnée en unités du système international et, dans ce système, il faut exprimer les altitudes en m et non en km ; il faudrait donc écrire z_1 = 2,5  10^6 m et non  z_1 = 2500  km.

Conseil avisé : conservez les expressions littérales aussi longtemps que possible dans ce type de calculs.

Posté par
justine56
re : champ gravitationnel 24-01-18 à 15:24

J'ai compris, merci de votre aide !!

Posté par
picard
re : champ gravitationnel 24-01-18 à 18:15

Citation :
J'ai compris  
Très bien !

Indiquez  moi vos résultats, je pourrai les contrôler si vous le souhaitez.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

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 245 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 !