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Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune)

Posté par
Keisen
28-04-12 à 20:45

Bonsoir à tous
J'ai un exercice à faire pour la rentrée qui me pose soucis.. Une aide serait la bienvenue

Dans son roman "De la Terre à la Lune" publié en 1865, Jules Verne évoque l'existence d'un point neutre N, situé entre ces deux astres. En ce point, les forces d'interactions gravitationnelles Ft et Fl, exercées sur un objet de masse m par la Terre et par la Lune se compensent.
La distance entre les centres de la Terre et de la Lune est notée dTL et celle entre les centres de la Terre et de l'objet est notée d.

a. Quelle est la nature des forces Ft et Fl ? Justifier la réponse. Je suppose des forces d'attractions gravitationnelles. Comment justifier ?

b. Pourquoi n'est-il pas pertinent de considérer les interactions électromagnétiques, fortes et faibles ? Je dirai car les objets ne sont pas immobiles ?

c. Exprimer Ft en fonction des paramètres de la situation. De même pour Fl
Ft/l= \frac{mT*mL}{dTL²} et Ft/l=Fl/t ??

d. Que signifie que les forces se compensent au point N?
Je dirais: les forces sont nulles ?
En déduire une expression du rapport \frac{dTL}{d}
je dirais: \frac{Distance Terre/Lune}{Distance Terre/point neutre N} ??

e. Calculer ce rapport et en déduire que N est situé eux neufs dixièmes de la distance Terre-Lune
Comment trouve-t-on la distance Distance Terre/point neutre N ?? Je ne comprends pas là!

f. Dans son roman, Jules Verne situe le point N à environ 350 000km du centre de la Terre. Vérifier cette affirmation
HELP ME PLEASE!

g. Cette distance serait-elle différente si la masse de l'objet variait ?
Je suppose que non car la masse n'entre pas en vigueur dans le calcul?

Voilà, une aide charitable et précieuse serait gentille!
Merci par avance!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 09:21

Bonjour,

Question a
Quelle est la propriété des objets qui les rend sensibles à l'attraction gravitationnelle ?

Question b
Pourquoi n'y a-t-il pas d'interaction électromagnétique entre la Terre et la Lune ?

Pourquoi l'interaction forte n'a-t-elle pas à être prise en compte ?

Pourquoi l'interaction faible n'a-t-elle pas à être prise en compte ?

Questions c à f
A revoir ; ce n'est pas bon.

Question g
Très bonne supposition ; mais il faudrait mieux avoir fait les réponses précédentes pour en avoir la preuve.
________________

Ce sujet est posé plusieurs fois par an. En cherchant un peu tu trouverais de l'aide. Par exemple : forces

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 11:58

Question a:
Il s'agit de la masse ?
Masse de la terre * masse de la lune sur distance au carré terre lune?

Question b:
Je ne sais pas.. car on ne peut pas trouver leur charge en Coulomb?
il n'y a pas d'action mécanique ?
les deux corps de sont pas immobiles ?

question c à f:
pouvez-vous m'expliquez ce qui ait demandé svp?

question g:
d'ac

Merci du lien

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 12:09

Question a :
Oui, les masses
Deux masses s'attirent ; c'est l'interaction gravitationnelle ; sa portée est infinie

Question b :
Ni la Terre ni la Lune ne sont des corps électrisés ; pas d'interaction électrique

Quelle est (environ) la portée de l'interaction forte ?

Quelle est (environ) la portée de l'interaction faible ?

Relis ton cours !

Question c :
La relation demandée est dans ton cours. Tu as oublié une constante dans ce que tu as posté

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 12:14

Question b:
L'interaction forte est environ 1000 fois plus grande que la force électrique donc négligeable ?
L'interaction faible ? comment ça ?

Question c:
la constante de gravitation universelle?
mais je ne pensais pas la mettre vu qu'il n'y a pas les masses dedans ?

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 12:16

Ah excusez moi, je parlais de la question d!

Oui j'avais oublié d'écrire la constante

mais pour la d, c'est juste ?

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 14:03

pour F_T_/_L et F_L_/_T, les forces sont pareils non ?

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 14:03

Ft/l et Fl/t*

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 14:13

Je fais la Ft sur l'objet plutôt non ?
comme vu sur les autres liens..
\normalsize \vec{F}_{T/N}=\vec{F}_{L/N}

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 15:13

En cherchant, j'ai trouvé cela:

Interarction gravitationnelle

Citation :
Ces intensités sont égales en un certain point sur la ligne droite entre les centres de la Terre et de la Lune, point situé entre la Terre et la Lune.
FT/m=(G.mTm)/x²
FL/m=(G.mLm)/(dTL-x)²
FT/m=FL/m
En faisant l'égalité et en simplifiant tu obtiens:
MT/x²=ML/(dTL-x)²
(dTL-x)²/x²=ML/MT=k
(dTL-x)/x=k car tu supprimes la valeur négative, une distance ne peut pas être négative.
dTL-x=k*x
x(1+k)=dTL
x=dTL/(1+k)
x=dTL/(1+(ML/MT))
x=384 403/(1+(7,34.1022/5,98.1024))
x346 000 km soit 346.103 km.


mais j'ai du mal à comprendre d'où vient le "x" et comment on obtiens le résultat... :$

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:04

Je t'ai posé des questions pour terminer la question b à laquelle tu n'as toujours pas fini de répondre.
 

Citation :
Question b :
Quelle est (environ) la portée de l'interaction forte ?

Quelle est (environ) la portée de l'interaction faible ?


Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:09

C'est la cohésion du noyau entre les nucléons

L'interaction faible c'est les électron etc. L'interaction faible a une portée très courte.
Et la portée de l'interaction forte est également courte ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:17

Oui, ce sont deux interactions dont la portée est très courte.
Interaction forte : sa portée est de l'ordre de grandeur de la dimension d'un noyau d'atome
Interaction faible : sa portée est de l'ordre de grandeur de la dimension d'un nucléon

Donc... aucune influence à la distance qu'il y a entre la Terre et la Lune.
______________

Question c
Peux-tu écrire la relation qui permet de calculer l'intensité de la force d'attraction FT/m entre la Terre de masse mT et une masse m située à la distance d du centre de la Terre ?

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:20

Bien sûre !

F_{T/N}=G\frac{m_T*m_N}{d_{T/N}²}

Juste ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:27

Avec les notations que j'avais données (et qui sont celles de l'énoncé) j'aurais écrit :

\large F_{T/m}\,=\,G\times \frac{m_T\times m}{d^2}

et de la Lune sur l'objet :

\large F_{L/m}\,=\,G\times \frac{m_L\times m}{(d_{TL}-d)^2}
______________

Citation :
d. Que signifie que les forces se compensent au point N ?


Ta proposition de réponse ne convient pas. Les forces calculées à la question c ne sont pas nulles du tout.

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:30

Oui c'est exact!

En voyant sur des autres topics je me suis aperçue de mon erreur

Les forces se compensent au point N signifie que

\large F_{T/m}\,= \large F_{L/m}\,
 \\ 
 \\ donc
 \\ 
 \\ \,G\times \frac{m_L\times m}{(d_{TL}-d)^2}= \,G\times \frac{m_T\times m}{d^2}

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:37

Exact !

Des forces qui se compensent sont des forces dont la somme vectorielle est nulle

Les forces ne sont pas des quantités scalaires mais des quantités vectorielles.

Les deux forces sont caractérisées par :
. un même point d'application (le centre de gravité du l'objet)
. une même direction (la droite entre le centre de la Terre et le centre de la Lune)
. des sens opposés (\vec{F_{T/m}} est dirigée vers la Terre alors que \vec{F_{L/m}} est dirigée vers la Lune
. des intensités égales en ce point particulier

La suite de la question d, ainsi que les questions e, f et g : je crois que tu as toute l'aide nécessaire dans le lien que je t'ai donné forces

Posté par
Keisen
re : Forces d'attrations gravitationnelles (Terre/Lune) 29-04-12 à 16:43

Merci des infos
je peux donc le mettre dans mon exo?

et pour la e, oui j'ai trouvé cela
mais la f, je ne trouve pas vraiment...

et la g, c'est par rapport aux masses qui n'entrent pas en vigueur où autre chose ?

et juste une dernières qts pour la e:

on trouve: \normalsize \frac{d_T}{d_L}\,=\,\sqrt{\frac{M_T}{M_L}}

mais le rapport avec \frac{d_{t/l}}{d} ?



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