On admet que le poids d'un corps est égal à la force d'attraction gravitationelle exercée par la Terre sur le corps. Un satellite artificiel de la Terre a une masse de 80 Kg.
1/ Quel est le poids du satellite au sol ?
2/ Quel est le poids du satellite lorsqu'il est à 18 km d'altitude ?
Données
g = 9,8 N.kg-1
Masse de la Terre : Mt = 6.1024 kg
Rt = 6400 km
Constante de gravitation : G = 6,67.10-11 Sl.
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Voila j'ai cet exercice. Je gère pas mal les forces depuis le début du chapitre... mais là ! C'est vraiment du chinois pour moi...
Par exemple, le Sl, dans "constante de gravitation" je n'ai aucune idée de ce que ça veut dire...
Merci d'avance
ah dacord ^^
ça n'empeche que j'aimerais au moins comprendrecomment ça marche et le calcul à faire...
sil vous plait
G = 6,673.10^-11 m³ kg^-1 s^-2
La constante de gravitation a une valeur qui dépend des unités.
Dans le système international d'unités (noté SI), l'unité de G est le "m³ kg^-1 s^-2"
Quand on est paresseux, on coupe au cours et plutôt qu'écrire G = 6,67.10^-11 m³ kg^-1 s^-2, on écrit :
G = 6,67.10^-11 SI qui signifie que G est exprimé en unités du système international.
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La force d'attraction entre 2 corps de masse respective m et M est donnée par :
F = GmM/d²
Avec:
F la force d'attraction entre les 2 corps.
d la distance entre les centres d'inertie des 2 masses.
On peut considérer que les masses sont concentrées en leur centre d'inertie.
Donc pour un corps de masse m posé sur Terre, la Terre exerce sur ce corps une force d'attraction:
F = GmM/Rt²
Rt est le rayon de la Terre et M la masse de la Terre.
Dans le système SI, on a donc:
F = 6,67.10^-11 * m * 6.10^24/(6400000)²
F = 9,77 * m
Cette force représente le poids de l'objet de masse m posé à la surface de la Terre.
Le "9,77" correspond à la gravité sur Terre, on le note g et son unité est le N/kg
En réalité, on a plutôt g = 9,8 N/kg, on a trouvé 9,77 à cause des imprécisions sur les valeurs de G, de Rt et de la masse de la Terre qu'on a utilisées dans les calculs.
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Le poids du satellite au sol est donc P = mg = 9,8 * 80 =784 N
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Pour calculer le poids du satellite à 18 km d'altitude :
F = GmM/d²
P = 6,67.10^-11 * 80 * 6.10^24/(6400000 + 18000)² = 777 N
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Remarque : même en orbite basse, l'altitude d'une satellite de la Terre est toujours > 18 km.
Conclusion : vérifie, s'il ne sagit pas plutôt de 180 km dans ton énoncé.
Sauf distraction.
oui j'ai trouvé ça bizare moi aussi, surtoutqu'en cherchant, j'ai trouvé que certain étaient placés à 36 000 km d'altitude !
...mais oui, l'énoncé dit bien 18km...
Pour info.
Les satellites placés à 36000 km d'altitude sont géostationnaires (par exemple les satellites de télécommunications ou de télédiffusion ).
D'autres types de satellites (par exemple certains satellites météorologiques à défilements) sont à orbites basses.
Mais ces orbites sont à des altitudes > 300 km
Un satellite terrestre à une altitude de 18 km serait dans les couches hautes de l'atmosphère, il y aurait des frottements importants qui soit le détruiraient, soit le feraient retomber rapidement sur Terre.
Un petit quelque chose que je n'arrive pas à comprendre :
On a comme donnée :
Rayon de la Terre : Rt = 6400 km
On fait : F = GmM/Rt²
Puis on fait cela :
F = 6,67.10^-11 * m * 6.10^24/(6400000)²
Pourquoi on ne met pas:
F = 6,67.10^-11 * m * 6.10^24/(6400)²
Comme G est donné en unités SI, il faut que TOUT le reste soit aussi en unités SI.
L'unité SI d'une longueur est le mètre.
--> on doit mettre Rt en mètres dans la formule.
Rt = 6400 km = 6400000 m
Le poids du satellite au sol est donc P = mg = 9,8 * 80 =784 N
Pourquoi n'avons nous pas le résultat en Kg ?
Dans le système d'unités SI (qui est presqu'exclusivement employé en physique) :
Le kg(avec k en lettre MINUSCULE) est l'unité de masse.
Le poids a la dimension d'une force et est donc en N (Newton).
La masse d'un corps est indépendante de l'endroit où elle se trouve (sur Terre , sur la lune, dans l'espace ...).
Par contre le poids d'un objet dépend de l'endroit où il se trouve (puisque le poids d'un objet sur Terre représente la force d'attraction de la Terre sur l'objet, mais le poids d'un objet sur la lune représente la force d'attraction de la lune sur l'objet, ou encore: plus on éloigne un objet de la Terre, moins la Terre attire cet objet --> le poids d'un objet dans l'attraction terrestre diminue si l'objet est plus éloigné de la Terre.)
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