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En impesanteur.

Posté par
Lilouta
29-01-13 à 22:02

J'ai un exercice à faire et je ne suis pas très à l'aise.. je ne vois pas bien comment expliquer.. Le voici ...
A savoir que moi et la physique ne sommes pas très copains.. :/

Sous l'effet de l'attraction terrestre, tout objet est attiré vers le centre de la Terre. Des obstacles ( le sol, un immeuble, une table) stoppent néanmoins cette chute, imprimant à chaque objet ou personne une sensation de poids, c'est à dire de pesanteur.
Placé dans des conditions particulières, on peut néanmoins faire disparaître certains effets de cette pesanteur. C'est le cas des spationautes qui, libérés de leur poids, semblent flotter dans leur vaisseau. C'est également ce qui se passe lors de vols paraboliques qui permettent pendant quelques secondes d'accéder sur Terre conditions d'impesanteur. [..]
Depuis 1988, le Cnes mène un programme de vols paraboliques afin de réaliser des expériences scientifiques en impesanteur sans recourir à un dispositif spatial coûteux. L'établissement utilise depuis 1997 un Airbus A300 spécialement aménagé : l'airbus A300 Zéro-G.
L'appareil effectue lors de chaque vol une série de 30 paraboles.
Il est alors en chute libre pendant 20 à 25 secondes, créant ainsi une situation d'impesanteur. Des expériences inédites peuvent alors etre réalisées. [..]
Lors du vol parabolique, l'airbus A300 Zéro-G décrit une trajectoire parabolique qui installe durant 22s une impesanteur proche de 0g, précédée et suivie de 20s en hyperpesanteur.


1. a) L'impesanteur est-elle l'absence de poids ? Argumenter et définir cet état à partir des informations
    du document.
   b)Définir de même l'hyperpesanteur. Quelle(s) force(s) extérieure(s) s'exercent alors sur le passager de
     l'Airbus A300 Zéro-G ?
2. La parabole s'effectue à une altitude d'environ 8000 m.
Calculer la valeur de l'intensité de la pesanteur g à cette altitude. On donne :
-  la masse de la Terre :  = 6,0 ∗ 1024kg.
-  la constante universelle  de gravitation :  G = 6,67 ∗ 10-11 N.m².kg-2
-  le rayon terrestre : R = 6,4 ∗ 106m

3. Un repère orthonormé (;i,j) est défini dans le plan de la trajectoire et lié à un référentiel terrestre. Dans ce repère, une parabole suivie par le centre de gravité de l'Airbus A300 Zéro-G  est modélisée par les équations horaires suivantes :
x = 113t         y = −4,87t² + 113t + 7.80.103

Les coordonnées x et y sont exprimées en mètre (m) et les dates t en seconde (s)

a)Calculer les coordonnées du vecteur accélération de l'Airbus à chaque instant pendant la parabole.
b)En déduire la valeur du vecteur accélération à chaque instant pendant la parabole.
c)Ce résultat est-il en accord avec les réponses aux questions 1 et 2 ?


Mes réponses (enfin tentatives)
1/
a) De ce que j'ai compris l'impesanteur c'est le fait de plus avoir l'impression d'avoir de poids ? ( du à la phrase : " faire disparaître certains effets de cette pesanteur "). Y'a plus d'actions ou objets qui s'opposent a la pesanteur ? ( comme les meubles,immmeubles.. ).

b) J'ai pas bien compris l'hyperpesanteur.. Enfin, quand on dit que l'airbus fais des paraboles c'est qu'il va vers le haut, vers le bas, vers le haut, etc ? Dans ce cas l'hyperpesanteur c'est quand il y a chute libre totale ?
Dans ce cas sur le passager de l'avion, il y aurait son poids et la force de l'avion ?

2/ Alors là.. je sais pas du tout..

3/
a) Alors on sait que x = 113t donc Vx = 113 m/s
                     y = −4,87t² + 113t + 7.80.103 donc Vy = -9.74t + 113 m/s
Donc ax = 0 m.s-2
      ay = -9.74m.s-2

b) si on calcul le vecteur accélération on a:
    a = (ax²+ay²) = [(-9.74²)] = -9.74 m.s-2.
La valeur de l'accélération est constante lors de la réalisation de la parabole.

c) N'étant pas sure de la 1. a) et n'ayant pas la 2, je ne peux répondre..

Je vous remercie d'avance de votre patience et de vos réponses.. Excusez moi de la longueur.. :/




En impesanteur.

Posté par
Coll Moderateur
re : En impesanteur. 30-01-13 à 08:28

Bonjour,

Des exercices très semblables ont déjà été postés plusieurs fois. Je vais les rechercher. En attendant :

Question 1a
Tu as bien compris.
Avec "l'impesanteur" on cherche à faire disparaître la sensation de pesanteur.
La sensation de pesanteur (voir la troisième loi de Newton) vient de la réaction du sol sur tes pieds quand tu es debout. La Terre t'attire avec une force (ton poids) et le sol oppose à cette force une force égale et opposée : c'est pour cela que tu peux être immobile (première loi de Newton) puisque la somme vectorielle (la "résultante") de ces deux forces est nulle. Tes pieds "ressentent" cette réaction du sol, d'où le sentiment de pesanteur.

Si tu sautes dans un trou, pendant la courte durée où tu es "en l'air" tu es en impesanteur car tu ne ressens plus de réaction sur ton corps. Bien évidemment la pesanteur existe toujours puisqu'elle te fait tomber vers le fond du trou.

Je n'aime pas la phrase de l'énoncé :

Citation :
C'est le cas des spationautes qui, libérés de leur poids, semblent flotter dans leur vaisseau.

Ils ne sont pas du tout "libérés de leur poids". Ils sont toujours soumis à un poids (un peu plus faible que sur Terre, c'est ce que tu dois montrer à la question 2) et donc ils tombent vers la Terre. Il en est de même du satellite dans lequel ils se trouvent (ou à côté duquel ils travaillent lors d'une sortie dans l'espace). Mais comme ce satellite tombe exactement à la même vitesse qu'eux, il n'y a plus de vitesse relative (prend le satellite comme référentiel...) et ils peuvent ainsi "flotter" sans contact avec les parois du satellite, et donc "en impesanteur".

Question 1b
Regarde la figure que tu as postée !
La pesanteur à la surface de la Terre se caractérise par une accélération notée g
L'impesanteur : 0 g
L'hyperpesanteur ...

Posté par
Coll Moderateur
re : En impesanteur. 30-01-13 à 08:44

AirBus O g et vols paraboliques :
Mouvements plans, impesanteur, vol parabolique,..
Vols paraboliques (Impesanteur)
et il y en a d'autres...

En satellite :
microgravité
>>> DM de Physique Chimie. Poids dans l'espace. <<<

"Apesanteur" ou "Impesanteur" ?
questions compréhension

Un ascenseur en chute libre :
impesanteur

Et il y en a vraiment beaucoup d'autres !

Posté par
Lilouta
re : En impesanteur. 30-01-13 à 15:40

Je vous remercie de votre réponse et de vos liens ! C'est gentil

J'ai parcouru et j'ai trouvé des réponses à mes questions, sauf pour la 1) b.
Bah selon le schéma si g=0 il n'y pas d'impesanteur, mais du coup je comprends plus.. C'est qu'il y a pesanteur ?

Posté par
Lilouta
re : En impesanteur. 30-01-13 à 15:41

C'est pas possible qu'il y ait pesanteur, ya rien pour stopper la chute de l'avion.. Juste la force de l'avion qui le pousse vers le haut ..

Posté par
Lilouta
re : En impesanteur. 30-01-13 à 15:43

Mais d'après l'énoncé, l'hyperpesanteur précède et suit l'impesanteur proche de 0g.
Or dans la monté l'avion vers le haut, et la descente vers le bas..

Posté par
Coll Moderateur
re : En impesanteur. 30-01-13 à 15:54

Sur le schéma que tu as posté :
. en rouge : les phases à "0 g" ou "impesanteur"
. en bleu : les phases en hyperpesanteur (la pesanteur est > g, supérieure à ce qu'elle est au niveau du sol)

Posté par
Lilouta
re : En impesanteur. 30-01-13 à 16:01

merci de votre patience, mais au niveau du sol g vaut  9,8 N/kg ? L'unité ici n'est pas la meme, comment savoir que 1.8g est supérieur à 9.8 N/kg ?

A moins que g veuille dire la valeur de la pesanteur au niveau du sol de g et donc 1.8 g veuille dire 1.8*  9,8 N/kg ?

Posté par
Coll Moderateur
re : En impesanteur. 30-01-13 à 16:06

En effet ! 1,8 g veut dire 1,8 g 1,8 9,8 ou 17,6 m.s-2 (ou 17,6 N/kg)

Le chercheur dans l'avion qui a une masse de 70 kg et qui a au sol un poids de 70 9,8 = 686 newtons

voit, dans l'avion, son poids passer toutes les 20 secondes d'environ 0 newton à 1 230 newtons

Inutile de dire que la plupart des "passagers" sont bien malades lors de leurs premiers vols (et certains à chaque fois ! )

Posté par
Lilouta
re : En impesanteur. 30-01-13 à 16:12

Ah d'accord, suis je bete !
Les 1 230 N s'obtiennent bien en faisant 686*1.8 ? ( curiosité )

Et pour les forces j'ai vu dans un autre forum que donc seul le poids était la force s'exerçant sur le passager de l'Airbus A300 Zéro-G, ce que je comprends tout à fait, mais on ne peut pas prendre en compte la force de l'avion va vers le haut ?

Posté par
Coll Moderateur
re : En impesanteur. 30-01-13 à 16:25

Dans la phase bleue (on nomme cela une "ressource" en aviation), au poids du passager s'ajoute la force nécessaire pour une trajectoire courbe vers le haut (elle descend de moins en moins puis elle monte de plus en plus) : cette force centripète qui s'ajoute au poids crée l'hyperpesanteur.

Dans la phase rouge l'avion est comme un caillou jeté en l'air (et ses passagers aussi) : aucune autre force que le poids, aucun support pour une réaction et donc... impesanteur (c'est un peu plus compliqué que cela : l'air est un support qui exerce une certaine réaction sur l'avion - un avion est même conçu pour en tirer parti -, mais les pilotes savent ajouter juste ce qu'il faut de poussée des réacteurs pour s'y opposer).

Posté par
Lilouta
re : En impesanteur. 30-01-13 à 16:39

Ah d'accord, je crois que je comprends

Je vous remercie beaucoup !

Posté par
Coll Moderateur
re : En impesanteur. 30-01-13 à 18:32

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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