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Niveau seconde
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Gravitation universelle

Posté par
eressea
26-04-13 à 13:27

Bonjour, j'ai un DM a rendre pour le 29 avril mais je ne comprend pas certaines question. Voici l'énoncé:

La planète Mars a une masse m= 6,24*10^23 kg pour un rayon R= 3390 km.
1) Rappeler la loi de gravitation universelle; à qui doit on cette loi?

Là j'ai trouvé j'ai mis "Deux corps A et B de masse ma et mb, séparés par une distance d, exercent l'un sur l'autre des forces attractives de même valeurs. Fa/b= Fb/a= G*(ma*mb)/d². On doit cette loi a Isaac Newton."

2) On rappelle que G= 6.67*10^-11 SI. retrouver l'unité de la grandeur G.

La sa se complique je pense au kilogramme mais j'ai un gros doute

3) Calculer le poids d'un astronaute de masse 150 kg sur Mars

J'ai pas du écouter mon cours avec assez d'attention

merci de vos explications/correction

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 13:45

Procède par analyse dimensionnelle pour la question 2. Tu dois arriver à du m^3.kg^-1.s^-2.

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 13:53

Les kg viennent de la masse, les m^3 du volume obtenu grâce au rayon mais les s je vois pas du tout

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 13:56

Les secondes viennent du fait que 1N = 1kg.m.s^-2

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:01

La je comprends plus rien: je dois calculer le poids de la planète pour ensuite le convertir en Newton ?????

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:02

On va reprendre. Reprends ta formule de départ et isole la constante G. Écris moi la formule que tu obtiens.

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:04

G*(ma*mb)/d² non ?

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:06

Isole G, c'est-à_dire qu'il te faut une formule de la forme G = quelque chose

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:13

donc G=6,67384 × 10-11 m3 kg-1 s-2

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:14

Oui mais il faut le justifier en analysant les unités.

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:19

6,67*10^-11 viens l'égalité G=6,67*10^-11 dont l'unité est le kg ensuite le reste est un mystère pour moi je suis pas très doué en physique donc...

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:28

F = (G.ma.mb)/R²

<=> G = (F.R²)/(ma.mb)

Or, l'unité de F est le N (car F est une force), l'unité de R² est le m², l'unité de ma.mb = kg x kg = kg²

On a donc [G] = [F].[R²]/[ma].[mb]

         <=> [G] = N.m² / kg²

         <=> [G] = N.m².kg^-2        car 1/kg² = kg^-2

         <=> [G] = m^3.kg^-1.s^-2    car 1N = 1kg.m.s^-2


Les crochets signifient unité.

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:37

okay la je comprend ^_^ et pour la question 3 je me sert de la formule P=(G*m*M)/R² ?

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:39

oui tu utilise le fait que P = m x g

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:41

mais g n'est pas la constante universelle de gravitation ? m est la masse du corps et g la vitesse initiale du corps ? merci pour tes réponses

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:55

G est la constante universelle de gravitation. g est la constante de pesanteur qui varie que l'on soit sur Terre, Mars, Saturne. Sur Terre, elle vaut 9.81.

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 14:58

d'après une formule de ton cours, le poids P est égal au produit de la masse en kg par l'intensité de pesanteur g, ce qui se résume par P = m.g

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 15:02

donc en se servant de la constante de la pesanteur sur Mars(3,7 N /kg), je fais 150*3,7 et j'obtiens le poids de l'astronaute sur Mars qui vaut P=555 N

Posté par
physrela
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 15:03

Oui

Posté par
eressea
re : Gravitation universelle 26-04-13 à 15:04

un gros merci alors j'ai enfin fini cet exercice



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