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gravitation universelle

Posté par
111111
13-12-07 à 23:19

bonsoir j'aimerais avoir une aide a cette question.
quelles sont les caracteristiques de la force de frottement produite par moteur auxillaire sur une satellite qui gravite autour de la terre?

Posté par
lologuem
re : gravitation universelle 14-12-07 à 01:46

Bonsoir,
Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris ta question.
Un satellite qui gravite autour de la terre n'est pas soumis à des forces de frottement car il n'y a plus d'atmosphère (ou presque...). Comment expliquer l'action d'un moteur auxiliaire? La méca c'est pas trop mon truc mais je tente une réponse.

Considérons un temps trés petit. Le moteur expulse des gaz donc il y a une force du satellite appliquée au gaz(une force de frottement?). Du 3e principe de Newton une force opposée s'applique au satellite. C'est la même chose lorsqu'on saute! On considère maintenant le système {gaz+satellite} : il est toujours soumis aux mêmes conditions donc son "centre de masse" (le barycentre) reste sur l'orbite. Cependant le gaz et le satellite "s'éloignent l'un de l'autre.

Voilà...Je pense que c'est une explication assez grossière car j'ai assimilé le système à "un système de deux points matériel" lié par "une force d'interaction" (exemple la gravité, force electrique...tu verras peut être cela l'année prochaine). La force d'interaction gaz-satellite est en faite une force de contact (d'où le temps trés petit...). De plus, c'est peut être négligeable mais le satellite perd de la masse.

Posté par
111111
re : gravitation universelle 14-12-07 à 14:27

merci mais qu'elles seront les caracteristiques de cette force de frottement (direction,sens...)

Posté par
lologuem
re : gravitation universelle 14-12-07 à 18:27

Je pense qu'on ne peut pas appelé cela une force de frottement ( on est dans le vide). Ce sont des forces qui s'oppose au déplacement : force de frottement fluide F=-µv  ou F=-µ|v|v pour de grandes vitesses.
Dans ce cas cela correspond plutôt à une force de réaction. Le moteur auxiliaire expulse du gaz dans une certaine direction et dans un certain sens : la force f s'appliquera dans la même direction mais en sens opposée.
Aprés tout dépend de ce que tu veux faire avec ton satellite...

Par exemple, si tu veux changer l'orbites voilà une animation :
dans ce cas la force f est vraissemblablement tangeantielle à l'orbite, cela permet de changer la vitesse en un point et donc de changer l'orbite.

Si tu veux qu'un satellite atteigne une vitesse voulue sur un orbite donné c'est plus délicat. Car, pour un orbite circulaire par exemple, on a la relation v =(G*MT/r) : à une vitesse v correspond un orbite de rayon r. Il est interressant de remarquer que la masse n'intervient pas (super bizarre...).
Le truc c'est de "modifier" la force d'attraction terrestre. On fait intervenir une force f dans la direction de la force de gravitation. La résultante des forces sera : F = -G*MT*m/r² + f (f étant positif ou négatif selon ce qu'on veut faire).
D'où v =( (G*MT - f*r²/m)/r ) (enfin je crois, j'improvise totalement...)

Désolé j'ai peut être été un peu long...

Posté par
lologuem
LE LIEN 14-12-07 à 18:29

[url]http://www.univ-

lemans.fr/enseignements/physique/02/meca/satellit.

html[\url]
si ça marche toujours pas....
http://www.univ-

lemans.fr/enseignements/physique/02/meca/satellit.

html

Posté par
111111
re : gravitation universelle 14-12-07 à 22:37

bon je vous donne un exemple d'exercice
Un satellitte de masse m decrit une orbite circulaire equatoriale de rayon r.
On donne: constante de gravitation k=6.67.10-11 SI,masse de la terre M=6.1024kg,r=7000km
1-calculer la vitesse V du satellite.
2-le satellite se deplace toujours sur la meme orbite mais avec une vitesse constante V'(V'>V) parcequ'en plus de la force de gravitation terrestre F ,il est soumis a une force f produite par un moteur auxilliaire.
les deux forces ont-elles:
-la meme direction?
-le meme sens?
exprimer f en fonction de m,V et V'.

Pour la question 1- pas de probleme  mais c'est le 2- qui m'a pousse a poser la question precedente
j'espere que vous me comprenez

Posté par
lologuem
re : gravitation universelle 15-12-07 à 01:44

Oui oui je comprends : cela correspond au dernier cas que j'ai développé... donc f et F sont dans la même direction. (*)

On fixe r, et d'aprés la derniére expression de v que j'ai donné, V' dépend de f. Si V'> V alors f est négatif? c'est à dire orienté vers la terre.

Pour être plus clair, j'ai regardé ce que vous faites en TS : vous avez admis que  aT = 0 et aN = v²/r pour un mouvement circulaire

Cas 1 : m*aN = -m*V²/r = F (= -GMTm/r²)

Cas 2 : m*aN = -m*V'²/r
                        = F + f    ( Newton )
                        = -m*V²/r + f    ( d'aprés le Cas 1 )
d'où f= m(V²-V'²)/r    f < 0  car V'> V

(*) Si la force était tangentielle le satellite prendrait une trajectoire elliptique ( cf animation univ-lemans ).

Bon Courage!

Posté par
111111
re : gravitation universelle 17-12-07 à 15:34

merci de votre aide



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