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Niveau seconde
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Du Projectile au Satellite

Posté par
Minimorum
24-12-10 à 15:30

Bonjour,

J'ai un petit problème sur une activité de physique
C'est l'histoire du canon placé à la surface de la terre

Du Projectile au Satellite

On me demande de préciser la forme des différentes trajectoires possibles du projectile en fonction de sa vitesse, et Quelle est la force responsable de l'allure de cette trajectoire ? Quelle force exerce à son tour le boulet sur la Terre ?

Je suis vraiment perdu sur cette question
Merci d'avance pour vos réponses
Cordialement, Minimorum

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
Heroes31
re : Du Projectile au Satellite 24-12-10 à 23:41

Quelques pistes de réflexion...

Si la vitesse est nulle (lâché du boulet), alors la chute sera verticale vers le sol (donc dirigée vers le centre de la Terre)


Si la vitesse v est "faible" (inférieure à la 1ère vitesse cosmique : v < 7,9 km/s) , alors le boulet suivra une trajectoire parabolique (en négligeant les frottements) et retombera en direction du sol. C'est l'attraction terrestre sur le boulet qui en est responsable, on appelle cette force le poids.


Si la vitesse est suffisante (comprise entre la 1ère et la 2ème vitesse cosmique : 7,9 v 11,2 km/s), alors le boulet se satellise selon un trajectoire circulaire. Il est "rappelé" vers la Terre par son attraction, mais vu qu'il ne rencontre jamais le sol, il gravite donc...


Si la vitesse dépasse la 2ème vitesse cosmique, alors le boulet a suffisamment d'énergie pour quitter définitivement l'orbite terrestre.



Quelle force exerce à son tour le boulet sur la Terre ?
Par le principe des actions réciproques de Newton :
Puisque la Terre exerce une attraction sur le boulet, le boulet réagit en exerçant une attraction de même valeur mais de sens opposé.

Toutefois, comme la Terre est plus massive que le boulet, c'est le boulet qui va se déplacer en direction de la Terre.


(Plus d'info sur les vitesses cosmiques et leurs calculs ici : )

Posté par
Minimorum
re : Du Projectile au Satellite 25-12-10 à 17:33

Ok ! Merci beaucoup j'ai tout à fait compris maintenant !

Joyeuses fêtes
Minimorum

Posté par
J-P
re : Du Projectile au Satellite 25-12-10 à 19:45

Attention que nulle part, on n'a tenu compte de la direction du tir ...

Mais c'est peut-être un peu trop hard pour la seconde que d'en discuter.

Quoi qu'il en soit, à part le tir tangent à la surface terrestre à la bonne vitesse (environ 7,9 km/s) qui aboutira à une orbite circulaire, les autres ne pourront pas être circulaires ...
  
Tout tir dans une direction autre que tangentielle à la Terre avec une vitesse < 11,2 km/s finira par le scracher sur la Terre (même en négligeant les frottements).

Du Projectile au Satellite


Les tirs tangentiels à la Terre avec v dans ]7,9  ; 11,2[ aboutiront à une orbite elliptique.
  
Ceux avec une vitesse > 11,2 km/s echapperont à l'attraction terrestre.
-----

Mais il m'étonnerait que ce soit le type de réponses attendues en Seconde.

Sauf distraction.  

Posté par
Minimorum
re : Du Projectile au Satellite 27-12-10 à 10:02

En effet je ne sais pas si les profs attendent ce raisonnement  de notre part mais ça peut être un plus ! Même si j'ai un peu de mal a comprendre. (nous avons survolés très rapidement les courbes elliptiques en maths en calculant des trajectoires. )

Merci a vous deux en tous cas !

Cordialement
Minimorum

Posté par
Maximorum
Du projectile au satellite 30-12-10 à 17:09

Bonjour a tous,

J'ai moi meme egalement quelques questions a ce sujet. Pouvez vous m'aider?
Les questions sont les suivantes:
Si, pour un meme boulet, on augmente la quantite de poudre comment va etre medifie le mouvement du boulet ?
Si maintenant, pour une meme quantite de poudre, on diminue la masse du boulet, comment va etre modifie le mouvement du boulet?
Expliquer comment satelliser un projectile.
Pourquoi ne peut-on pas satelliser directement un "objet" depuis la Terre?
Comment s'effectue la mise en orbite d'un satellite autour de la Terre?

Essayez de me repondre dans les plus brefs delais...
Merci d'avance =)

Posté par
Maximorum
Du projectile au satellite 30-12-10 à 18:09


Bonjour a tous,

J'ai moi meme egalement quelques questions a ce sujet. Pouvez vous m'aider?
Les questions sont les suivantes:
Si, pour un meme boulet, on augmente la quantite de poudre comment va etre medifie le mouvement du boulet ?
Si maintenant, pour une meme quantite de poudre, on diminue la masse du boulet, comment va etre modifie le mouvement du boulet?
Expliquer comment satelliser un projectile.
Pourquoi ne peut-on pas satelliser directement un "objet" depuis la Terre?
Comment s'effectue la mise en orbite d'un satellite autour de la Terre?

Essayez de me repondre dans les plus brefs delais...
Merci d'avance =)

*** message déplacé ***

Posté par
J-P
re : Du Projectile au Satellite 31-12-10 à 13:45

Même en négligeant les frottements dans l'air, si on lance un objet d'un point de la Terre et puis qu'on arrète la force de propulsion (comme lors d'un tir, la propulsion n'existe que pendant un cours instant au moment du tir), le projectile qui n'échappera pas à l'attraction terrestre, a une orbite qui doit repasser périodiquement par le point de lancée.

Voir sur les dessins de mon message précédent.

Il est donc évident que si le tir n'est pas tangentiel à la Terre (comme sur le dessin de droite), l'ellipse de trajectoire sera telle que le projectile s'écrasera sur la Terre (comme sur le dessin de gauche).

Si le tir est tangentiel à la Terre, l'ellipse trajectoire (si la vitesse initiale est suffisante) sera tangentielle à la Terre, elle passera donc en 2 zones au ras de la surface terrestre et il y aura donc obligatoirement frottement dans l'atmosphère terrestre et le projectile se scrachera après environ 1/2 ellipse de trajectoire.

Il est donc impossible de satelliser directement un "objet" depuis la Terre.

Pour arriver à mettre un satellite en orbite, on a besoin de lui fournir de la puissance en cours de vol.

On le lance à partir de la Terre (comme sur le dessin de gauche, mais au passage au périgée de l'ellipse, on donne "un coup de moteur" approprié au satellite pour le mettre en orbite circulaire basse (en bleu sur le dessin suivant).
  
Comme ici :

Du Projectile au Satellite

On pourra ensuite si on le veut changer d'orbite ... mais cela nécessitera de nouveaux des "coups de moteur" appropriés.
-----
Sauf distraction.  



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