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Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles

Posté par
leszeus
23-10-10 à 14:46

Bonjour,

J'ai un DM à rendre et j'aurais besoins de votre aide pour vérifier mon exo.

Voici l'énoncé :

On considère un ballon roulé en boule et totalement dégonflé, de masse m = 10g. Il est posé sur un stand de fête foraine.
1- Exprimer la valeur de l'interaction gravitationnelle entre la Terre et le ballon (on considère que les deux corps sont à répartition sphérique de masse).
2.a- Calculer la valeur d l'interaction gravitationnelle entre le ballon et la Terre, sachant que le ballon est à 1m du sol.
b-Calculer le poids du ballon dégonflé.
c-Comparer la valeur du poids et celle de la force d'attraction terrestre sur la ballon. Commenter.
3- On gonfle le ballon avec 3L d'hélium, de masse volumique p= 0,125 g/cm3. Quelle est la valeur de l'interaction gravitationnelle Terre-ballon à 1m du sol ?

Voici mes réponses :

1- F = G x mballon x mterre / distance au carré
2.a- F = 6,67.10puissance-11 x 0,010 x 5,98.10puissance 24 / 1
        F = 3,9.10puissance 12 Newtons

b- P= mG
     p= 9,81 x 0,010
     p= 0,981 Newtons

c- La valeur du poids du ballon est beaucoup plus petite que la force d'attraction terrestre sur le ballon. On peut donc conclure que la Terre exerce une énorme force d'attraction sur tout objet sur Terre.

3- p=m/v
     donc m = p x V            

Conversion : 3L = 3000cm3

m = 3000 x 0,125
m = 375 g donc 0,375 kg

F = G x mballon x mterre / distance au carré
F = 6,67.10puissance -11 x 0,375 x 5,98.10puissance 24 / 1
F = 1,49.10puissance 14 Newtons.



Voilà s'il vous plaît corrigez moi si il y a des erreurs ou si il manque quelque chose

Posté par
leszeus
Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 15:02

(Désolé pour le multi-post, l'autre sujet j'ai oublié de le classer dans la section "physique" )


Bonjour,

J'ai un DM à rendre et j'aurais besoins de votre aide pour vérifier mon exo.

Voici l'énoncé :

On considère un ballon roulé en boule et totalement dégonflé, de masse m = 10g. Il est posé sur un stand de fête foraine.
1- Exprimer la valeur de l'interaction gravitationnelle entre la Terre et le ballon (on considère que les deux corps sont à répartition sphérique de masse).
2.a- Calculer la valeur d l'interaction gravitationnelle entre le ballon et la Terre, sachant que le ballon est à 1m du sol.
b-Calculer le poids du ballon dégonflé.
c-Comparer la valeur du poids et celle de la force d'attraction terrestre sur la ballon. Commenter.
3- On gonfle le ballon avec 3L d'hélium, de masse volumique p= 0,125 g/cm3. Quelle est la valeur de l'interaction gravitationnelle Terre-ballon à 1m du sol ?

Voici mes réponses :

1- F = G x mballon x mterre / distance au carré
2.a- F = 6,67.10puissance-11 x 0,010 x 5,98.10puissance 24 / 1
        F = 3,9.10puissance 12 Newtons

b- P= mG
     p= 9,81 x 0,010
     p= 0,981 Newtons

c- La valeur du poids du ballon est beaucoup plus petite que la force d'attraction terrestre sur le ballon. On peut donc conclure que la Terre exerce une énorme force d'attraction sur tout objet sur Terre.

3- p=m/v
     donc m = p x V            

Conversion : 3L = 3000cm3

m = 3000 x 0,125
m = 375 g donc 0,375 kg

F = G x mballon x mterre / distance au carré
F = 6,67.10puissance -11 x 0,375 x 5,98.10puissance 24 / 1
F = 1,49.10puissance 14 Newtons.



Voilà s'il vous plaît corrigez moi si il y a des erreurs ou si il manque quelque chose

*** message déplacé ***

Posté par
ecolo
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 15:29

Presque tout est bon pour moi juste un truc qui me gêne :
à la question 2)a ta valeur littérale est bonne mais pas la numérique, tu divise par 1m mais normalement ne devrais-tu pas diviser par la distance entre le ballon et la Terre. Or distance Terre-ballon=distance ballon-sol+rayon de la terre donc cela est différent de 1m.

Posté par
leszeus
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 15:38

Donc si je corrige ça donne ça :

2)a) F = 6,67.10puissance-11 x 0,010 x 5,98.10puissance 24 / 6400+1 ou 6400 ?

Dans ce cas le 3) aussi est faux non ?
        

Posté par
ecolo
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 15:54

Pour moi tu devrais prendre 6400+1 (conversion km en m !) même si le 1m est négligeable. Mais honnêtement cette exercice n'a pas grand intérêt car on calcule une interaction gravitationnelle entre deux planètes ou deux astres mais entre la Terre et un petit volume bon c'est quand même limite.
Par contre la 3) est toujours bonne car la force gravitationnelle est toujours supérieur au poids non ? Quelles sont tes résultats ?
Autre remarque lorsque tu calcule ton poids met un petit g et pas G car g n'est pas égale à G

Posté par
leszeus
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:03

2)a) F = 6,67.10 puissance -11 x 0,010 x 5,98.10puissance 24 / 6 401 000
       F = 623130,76 N  ( ca ne correspond pas avec les chiffres significatifs ce résultat =S )

L'intérêt de l'exercice est de faire travailler les méninges je suppose

3) oui la force gravitationnelle est supérieure au poid d'après mes calculs de mon premier post

C'est noté pour le g et le G

Posté par
efpe
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:09

Aïe ! ^^

Le problème est que la force d'attraction de la terre sur un objet est par définition son poids ^^
Il y a un petit problème dans ton calcul question 2)a) ! Tu es sûr de ta distance ?

*** message déplacé ***

Posté par
ecolo
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:09

Et donc qu'est ce qui te gêne ici ?
Si c'est les chiffres significatifs : ici CS=3 donc F=6.23*10^5
Attention tu t'es trompé dans tes conversions : 6400km=6 400 000m or 1m=1m donc 6 400 001 m

Posté par
ecolo
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:14

Re : je viens de regarder des articles sur internet car j'avais un doute pour l'intéraction gravitationnelle : il y a bien un problème car normalement ton poids et ta force devrais être égale ! Car l'intéraction gravitationnelle est long à écrire pour simplifier sur Terre on a trouvé la formule : p=mg

Car g=G*masseTerre/rayon de la Terre donc si tu multiplie ça par le poids du ballon tu devrais trouvé la même chose qu'avec p=mg

Posté par
leszeus
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:32

Bon je reprend,

2)a) F=(6,67 x 10^-11 x 0,010 x 5,98 x 10^24)/(6 400 001)²
       F = 0,0973

b) p = mg

p = 0,010 x9,81
p = 0,0981


Voilà =D C'est bon normalement non ?

Et pour le 3), tu es sur que c'est correct ce que j'ai fait ?


Merci beaucoup pour ton aide =D

Posté par
ecolo
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:39

Maintenant tout est bon et donc tu obtiens bien la même force. Tu peut même marqué ainsi la formule que je t'ai donné g=G*Mt/Rt. ( c'est vrai que j'avais pas vu que t'avais oublié le carré )
Du coup pour la trois c'est faux il faut mettre 6 400 001² au dénominateur mais sinon ton expression est bonne.

Posté par
leszeus
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:46

Pfiouuu merci beaucoup je vais noter et corriger tout ça =D ah parfait.. !

Tu pourrais m'aider pour mon autre exercice ? u__u je sais c'est beaucoup demandé :$

Je l'ai deja posté sur le forum mais pas énormément de réponses =/

Posté par
ecolo
re : Exercice ballon de baudruche, difficulté : 2 étoiles 23-10-10 à 16:48

Ok j'y jette un oeil



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