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Niveau maths sup
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Force soumise par la Terre de la part d'un satellite

Posté par
alexyuc
06-03-12 à 18:04

Bonjour,

Dans un exercice, on place un satellite S de masse m autour de la Terre dans le champ gravitationnel terrestre.
On néglige les frottements.

On sait qu'on peut noter la force d'interaction gravitationnelle f entre la Terre et S :

\vec{f}=-G\frac{M_Tm}{r^2}\vec{Ur}

On me demande maintenant de déterminer l'expression de \vec{f'} à laquelle la Terre est soumise de la part du satellite, et de justifier.

Pouvez-vous me dire de quelle force il s'agit ? Je ne me souviens pas avoir vu cette force dans mes cours.

Posté par
Coll Moderateur
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 06-03-12 à 18:38

Bonjour,

Programme de seconde au lycée : troisième loi de Newton.

Posté par
alexyuc
re : Champ gravitationnel 06-03-12 à 18:58

... On a donc tout simplement \vec{f'} = -\vec{f'} ?

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 06-03-12 à 19:02



Ceci ne serait possible que si   \vec{f'} = \vec{0}

Posté par
alexyuc
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 06-03-12 à 19:12

Euh... pardon, double erreur (la première étant d'avoir posté dans l'autre message -_-)

Je voulais dire bien sûr : \vec{f'}=-\vec{f}

Je me disais que ça semblait bizarre car je m'imagine un satellite attirer notre planète, mais c'est en effet la troisième loi de Newton.

Posté par
Coll Moderateur
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 06-03-12 à 19:19

Exact !

Mais quand tu lâches ta gomme et qu'elle tombe parce qu'elle est attirée par son poids vers le centre de la Terre, la mécanique de Newton dit qu'au même instant la Terre est attirée vers ta gomme avec une force égale et opposée au poids de la gomme.
Bien sûr les masses ne sont pas les mêmes et donc les accélérations, inversement proportionnelles aux masses...

Posté par
J-P
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 10:44

Salut Coll

Citation :
... accélérations, inversement proportionnelles aux masses...


Oui, mais dans quel référentiel dans le cas de l'exercice Satellite-Terre ?

Ce n'est évidemment pas à Coll que s'adresse la question. Je sais qu'il sait.  

Je serais juste curieux de connaître la ou les réponse(s) que donneraient les étudiants à cette question subsidiaire... heureusement jamais posée.

Posté par
Coll Moderateur
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 11:05

Bonjour J-P

Posté par
alexyuc
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 14:18

J-P, la question m'a bien été posée précédemment ! Je suppose qu'on est donc plus rigoureux que la plupart des prépas

Il s'agit bien évidemment du référentiel géocentrique. Si la planète en question n'avait pas été la Terre, on aurait donc parlé du référentiel astrocentrique.

Posté par
J-P
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 15:02

Mais heureusement qu'on ne t'as pas posé la question de quel est le référentiel à utiliser pour pouvoir écrire comme Coll l'a fait que :

"Les accélérations sont inversement proportionnelles aux masses..." en parlant évidemment des masses du satellite et de la Terre.

Car avec une telle affirmation, si tu prends un référentiel géocentrique tu te plantes.

En effet, la Terre ne subit aucune accélération (on ne parle pas ici de la rotation de la Terre autour de son axe polaire, mais de l'accélération due à la force d'attraction Terre-Satellite) dans un référentiel géocentrique
-----
Ma remarque était peut-être bien plus vicieuse que la plupart pourrait le penser ...

Un référentiel géocentrique est tout indiqué pour étudier le mouvement d'un satellite autour de la Terre... si on n'ergote pas trop, c'est à dire si on néglige la masse du satellite devant celle de la Terre (ce qui est légitime dans la plupart des cas).

Mais si on veut comparer les accélérations de la Terre et du satellite (suivant la direction de la force gravitationnelle), alors, il faudrait, par exemple, prendre un référentiel barycentrique (origine au centre d'inertie de l'ensemble Terre-Satellite et 3 axes non coplanaires pointant vers des étoiles lointaines).

Il vaut peut-être mieux faire l'impasse sur cette remarque si tu ne veux pas risquer de t'embrouiller.

Posté par
alexyuc
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 18:58

En fait, au début de l'exercice, on me dit :

On se place dans le référentiel considéré comme galiléen qui a pour origine le centre de la Terre et ses trois axes dirigés vers trois "étoiles fixes". Quel est le nom de ce référentiel ?

C'est donc le référentiel barycentrique ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 19:23

Décidément, c'est loin la seconde...

Non, celui-là c'est un référentiel "géocentrique" (puisque le repère associé à ce réferentiel a son "centre", son origine en fait, au centre de la Terre - - "gê" en grec).

Posté par
alexyuc
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 19:50

Ok donc c'est bon j'ai juste au moins ^^

Posté par
J-P
re : Force soumise par la Terre de la part d'un satellite 07-03-12 à 19:56

Comme je l'ai écrit.

Il vaut peut-être mieux faire l'impasse sur cette remarque (la mienne) si tu ne veux pas risquer de t'embrouiller.

Ce qui ne m'empêche pas de penser que la notion de référentiel n'est pas bien assimilée par la plupart... Et que souvent il y a confusion entre le référentiel et "l'objet" étudié.  




  



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