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force de gravitation de Gliese 1214b

Posté par
parrax
24-02-14 à 17:51

Bonjour,
J'ai un exercice qui porte sur les interactions,
"1) Donner l'expression RG du rayon de Gliese 1214b en fonction du rayon RT de la Terre, et donner l'expression de la masse MG de Gliese 1214b en fonction de la masse MT de la Terre."
J'ai les données suivantes:
"Rayon de la Terre : RT = 6,38.103 km
Masse de la Terre MT = 5,98.1024 kg"
Je pense que je dois utiliser la formule: F= (ma*mb)/d² mais je ne sais pas comment.
Pouvez-vous m'aider? Merci!

Posté par
Coll Moderateur
re : force de gravitation de Gliese 1214b 25-02-14 à 09:11

Bonjour,

Il faudrait faire le petit effort de recopier tout l'énoncé (en entier... mot pour mot...) ainsi que les différentes données qui l'accompagne.

Posté par
parrax
re : force de gravitation de Gliese 1214b 25-02-14 à 15:33

  Bonjour,
"Les astronomes s'en doutaient, les observations de Hubble le confirment : l'étrange Gliese 1214b, découverte fin 2009, est probablement une planète océan.
À 40 années-lumière de la Terre, tournant autour d'une étoile naine rouge, Gliese 1214, en seulement 38 heures, ce corps de 2,7 rayons terrestres est sans doute constitué d'un mélange de roche et de glace sous pression, enveloppé dans une atmosphère dense de vapeur d'eau.
Alors qu'elle est 20 fois plus volumineuse que la Terre, elle est seulement 6,5 fois plus massive. Sa densité de 1,9 g/cm3, contre 5,5 pour la Terre, n'est que le double de celle de l'eau.
À quoi ressemble Gliese 1214b ? Probablement pas à l'image que les termes « planète océan » éveillent en nous : la vision ensoleillée de la mer à perte de vue, depuis le pont d'un navire... En fait, à seulement 2 millions de kilomètres de distance (70 fois plus près que la Terre du Soleil), la planète est si proche de son étoile que sa température doit dépasser les 200°C. Humide, brûlante et dense, son atmosphère a tout du hammam.
En supposant que l'on pourrait un jour envoyer un satellite d'observation se positionner en orbite autour de cette planéte pour l'étudier, on se propose maintenant de déterminer la force de gravitation à laquelle ce satellite serait soumis de la part de Gliese 1214b.
1) Donner l'expression RG du rayon de Gliese 1214b en fonction du rayon RT de la Terre, et donner l'expression de la masse MG de Gliese 1214b en fonction de la masse MT de la Terre.
2) Donner l'expression de la norme du vecteur champ de gravitation gG crée par Gliese 1214b à l'altitude h à laquelle pourrait se trouver le satellite d'observation. On exprimera gG en fonction de MT, RT, h et la constante gravitationnelle G.
3) Montrer que cette valeur pour une altitude h = 35,0.10^3 km est égale à 9,51.10^-1 N.kg^-1
4) Représenter sur un schéma le vecteur champ de gravitation crée par Gliese 1214b au point que le satellite pourrait occupé. On choisira une échelle adaptée pour représenter ce vecteur.
5) Tracer avec des couleurs différentes, la ligne de champ et l'équipotentielle passant par ce point.
6) Donner l'expression vectorielle de la force gravitationnelle que subirait le satellite placé à cet endroit en fonction de G et de la masse m du satellite.
7) Calculer la norme de ce vecteur force si m = 250 tonnes.
Données :
Rayon de la Terre : RT = 6,38.10^3 km
Masse de la Terre MT = 5,98.10^24 kg
Norme g du vecteur champ de gravitation crée à une altitude h par une planéte de masse M et de rayon R :g = G.M/(R+h)²
Constante de gravitation universelle : G = 6,67.10^-11 SI"

Pour la 1), est-ce bien F= (ma*mb)/d² que je dois utiliser? Comment? Merci!

Posté par
Coll Moderateur
re : force de gravitation de Gliese 1214b 25-02-14 à 17:36



Il suffit de savoir lire l'énoncé :

Citation :
ce corps de 2,7 rayons terrestres

et
Citation :
elle est seulement 6,5 fois plus massive


Posté par
parrax
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 11:43

Merci beaucoup,
J'ai donc répondu de cette manière:

1)RG=2,7*RT
  MG=6,5*MT

2)gG= G*(6,5*MT)/(2,7*RT+h)²

3)gG= 6,67.10^-11*(6,5*(5,98.10^24))/(2,7*(6,38.10^6)+(35,0.10^6))²
    =9,51.10^-1 N.kg^-1

6)                  
     F    =           m* gG

7) 2,50.10^5 * 9,51.10^-1 = 2,38.10^5 N

Est-ce exact? Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 11:51

Tout est bon !

Posté par
parrax
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 12:19

Et pour les 4 et 5 voici ce que j'ai fait:

force de gravitation de Gliese 1214b

Posté par
Coll Moderateur
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 18:11

Peut-être...

Pour la question 4 il faut définir une échelle et l'utiliser
Pour la question 5 il faut utiliser des couleurs (en annonçant, en légende, quelle couleur correspond à quoi).

Posté par
parrax
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 19:09

Excusez moi, j'avais oublié de scanner les échelles
j'ai choisis: 1 cm = 3,20 N.kg^-1
              1 cm = 70,0.10^2 km

La ligne de champ relie G et S et l'équipotentielle forme le cercle passant par S.
Est-ce exact? Merci!

Posté par
Coll Moderateur
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 19:21

C'est bon !

Posté par
parrax
re : force de gravitation de Gliese 1214b 26-02-14 à 20:50

Merci beaucoup

Posté par
Coll Moderateur
re : force de gravitation de Gliese 1214b 27-02-14 à 07:27

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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