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Niveau troisième
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la gravitation universelle

Posté par
doudi
21-11-17 à 19:27

bonjour j'ai vraiment besoin d'aide pour ce DM voici des informations
Pluton est aujourd'hui classée comme une planète naine, sa période de révolution est de 90487 jours et sa vitesse orbitale de 17064 km/h. A quelle distance se trouve-t-elle du Soleil ? ( Il faut d'abord calculer le périmètre de son orbite). J'ai déja trouvé le périmètre de pluton, mais je n'arrive pas à calculer la distance entre le soleil et pluton

Posté par
dirac
re : la gravitation universelle 21-11-17 à 21:23

Hello

Tu peux peut être considérer l'orbite de Pluton comme circulaire?  

Si est sa vitesse de rotation

v = R

et = 2/T

Tu connais v, tu connais T,  R n'est plus très loin?

(reste à justifier que l'orbite est circulaire: ce n'est pas tt à fait le cas, mais alors nous serions hors programme 3eme il me semble)

Posté par
krinn Correcteur
re : la gravitation universelle 21-11-17 à 21:33

Bonsoir dirac
C'est vrai qu'avec e=0,25 ils auraient pu trouver qd même mieux dans le système solaire😁

Posté par
dirac
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 00:18

Hello krinn
Euh... je ne peux m'empêcher d'être complètement d'accord avec toi

Posté par
doudi
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 06:35

Bonjour,

Merci à vous et bonne journée

Posté par
dirac
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 18:32

Hello

Ci dessous les trajectoires circulaire (vert) et avec l'excentricité de Pluton (0,25) (bleu). Finalement l'approximation circulaire me semble pertinente.

la gravitation universelle

Posté par
krinn Correcteur
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 19:37

Oui mais le soleil n'est pas au centre du cercle
Or il semble qu'on demande d'en déduire la distance soleil- pluton
Et celle ci n'est pas du tout constante avec e=o,25

Ou alors il faut que je retourne en prépa...🙄

Posté par
dirac
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 20:59

Mais tu as complètement raison, le nez dans le guidon de l'allure de l'ellipse ... j'en ai oublié la formulation de l'énoncé (des années taupe, j'ai surtout conservé la myopie ... et cela ne s'est pas arrangé depuis)

Je trace donc en rouge la distance (Centre Ellipse/Cercle à Foyer -Soleil-)

L'excenticité 0,25 nous amenant à une distance Pluton-Soleil variant de 4,4 à 7,4 109 km

la gravitation universelle

Posté par
krinn Correcteur
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 21:12

Et moi je la voyais bcp plus " elliptique " que ca😁

Posté par
dirac
re : la gravitation universelle 22-11-17 à 21:18

Je m'étais fait la même réflexion en tentant de mesurer la "pertinence" de l'exercice

Posté par
doudi
re : la gravitation universelle 26-11-17 à 09:19

je n'ai pas pu rendre le DM,  (professeur  absent)  pouriez vous m'expliquer plus en détail s'il vous plait  car je n'ai pas encore travaillé sur ce sujet merci

Posté par
dirac
re : la gravitation universelle 26-11-17 à 10:09

Hello

La question "puis je avoir plus de détail?" est une question très ouverte. Il serait bon que tu la précises.

Quelques éléments cependant concernant l'échange avec krinn (que je salue bien au passage).

La question telle que formulée (et l'étude des coniques n'étant pas au programme de 3eme d'ailleurs) laisse supposer que l'on te demande de considérer la trajectoire circulaire avec le Soleil au centre du cercle.

C'est ainsi que l'on établit:  R = v.T / 2.pi

krinn faisait alors la remarque fort judicieuse qu'avec une excentricité e = 0,25 il était un peu limite de considérer que le Soleil était au centre d'une trajectoire circulaire.

J'ai donc tracé (1er dessin) cette trajectoire qui fait apparaitre que l'on pouvait tout de mettre confondre le périmètre de la trajectoire et celle d'un cercle.

krinn qui a sans doute des souvenirs plus frais mais surtout des réflexes plus vifs souligne alors que ce n'est pas parce que la trajectoire elliptique est "à peu près circulaire" que la distance entre le centre du cercle et le foyer de l'ellipse est négligeable. Et il a bien raison, dans le 2nd schéma le trait rouge matérialise la distance du centre du cercle vert au foyer de l'ellipse bleue.
En faisant le calcul de la distance au périgée et de celle à l'apogée on trouve effectivement que la distance varie de 4,4 à 7,4 10E9  km.

Est ce plus clair?  (si les termes excentricité, apogée, périgée ne sont pas clairs pour toi, je t'invite à consulter wikipedia peut être)

Posté par
J-P
re : la gravitation universelle 26-11-17 à 10:49

Double emploi ... mais je poste quand-même.

Avec a le demi grand axe de l'ellipse trajectoire de Pluton autour du Soleil, on a :

2.Pi.a = v * T

Avec v = 17064 km/h et T = 90487 * 24 = 2171988 h

a = 17064 * 2171988/(2Pi) = 5,8979.10^9 km
-----------
Hors données de l'énoncé (et donc pas demandé, je présume) :

Avec une excentricité e = 0,25 :

Le demi grand axe de l'ellipse est b = a * RC(1-e²) = 7,7106.10^9 km

La distance entre le centre de l'ellipse et le foyer est c = a * e = 1,4745.10^9 km

Le périhélie est q = (a - c) = 4,4264.10^9 km

l'aphélie est : Q = (a + c) = 7,3724.10^9 km

Et la distance Soleil-Pluton lorsque pluton est à une extrémité du petit axe de l'ellise est : d' = RC(a²-c²) = 5,7106.10^9 km

La distance Pluton-Soleil varie entre 4,4264.10^9 km et 7,3724.10^9 km

Un peu trop de chiffres significatifs dans les réponses ... mais en concordance avec ceux des données.

Posté par
krinn Correcteur
re : la gravitation universelle 26-11-17 à 12:08

Bonjour à tous,
Je me permets de poster un dessin récapitulatif pour notre élève ( qui n'est qu'en 3e)
Pluton orbite autour du soleil (S) et sa trajectoire est quasiment circulaire de rayon R et de centre O sur le dessin
On a donc : R=vT/(2)
Avec v: vitesse orbitale (quasiment constante)
T : période de révolution
Comme déjà détaillé plus haut.

Il y a juste un souci: le soleil n'est pas au centre du cercle !
Donc la distance pluton- soleil n'est pas constante!
On voit bien sur le dessin que cette distance est de 4,4 milliards de km quand Pluton est en P, mais de 7,4 milliards de km en A (cad presque le double!)

Donc R est tout au plus un ordre de grandeur de la distance soleil- Pluton

la gravitation universelle

Posté par
doudi
re : la gravitation universelle 26-11-17 à 16:53

merci a tous j'ai quasiment tout compris et bonne fin de journée



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