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Physique Terre à la lune

Posté par
jsampedr
28-10-09 à 12:14

Bonjour, voici l'énoncé

*Dans le roman publiée par Jules Verne en 1865, il imagine qu'en donnant à un obus tiré verticalement par un canon, une vitesse suffisante, il pouvait monter assez haut pour échapper à l'attraction terrestre. Nous allons étudier cette possibilité, nous ne tiendrons pas compte des frottements dans l'air. L'influence des autres planètes sera par ailleurs négligée.

1. Retrouvée l'accélération de la pesanteur g0 sachant que la masse M et le rayon R de la terre sont respectivement égaux à M = 5.981.1024kg et R = 6378 km

Ma réponse est g0 = \frac{M}{R^2} x G

Sachant que G est la constante de gravitation universelle soit 6.67.10-11 :  g0 = 9.81 m.s-2

2. Le projectile de masse m est lancé depuis la surface de la terre avec la vitesse initiale V0. Déterminer l'énergie potentielle dEp acquise par le projectile lorsqu'il passe de l'altitude x à l'altitude x+dx.

Ma réponse est dE_p=m\times g\times h
               Sachant que h=x-x+dx=dx
               Donc dE_p=m\times g\times dx

3. Déterminer l'énergie potentielle Ep acquise par le projectile lorsqu'il passe du sol à l'altitude x = h

Réponse :  Ep = m x g0 x h

4. Ecrire l'énergie cinétique Ec du projectile à l'altitude x = h

Réponse : Ec = 1/2 x m x V2

5.En appliquant le principe de conservation de l'énergie, calculer la vitesse
v(h) du projectile à l'altitude x = h, en fonction de la vitesse initiale V0 et de G, M, R et h.

C'est la que ca se complique : Voici en gros ma réponse

D'après la formule de conservation d'énergie : Ec(0)+Ep(0)=Ec(h)+Ep(h)

Donc Ep(0)=0 et Ec(0)= 1/2 m x V02

alors 1/2 m x V02 = 1/2 x m x V(h)2 + m x g0 x h

J'isole V(h) ce qui me fait V(h) = \sqrt{V_0^2 - 2 g_0\times h}

Sachant que g_0 = \frac{GM}{R^2}

Alors   V(h) = \sqrt{V_0^2 - 2 \frac{GM}{R^2}\times h}

Je ne sais pas si c'est juste ????

6. Pour une vitesse initiale V0 donnée, calculer l'altitude hmax que peut atteindre le projectile.

Donc d'après le raisonnement précédent et logiquement lorsque le projectile atteint sa hauteur maximal il n'a plus de vitesse donc V(h)=0

alors V_0^2 - 2 \frac{GM}{R^2}\times h_{max}=0

J'isole hmax càd h_{max}= \frac {R^2V_0^2^}{2GM}

Cela ne me semble pas homogène et je ne sais pas non plus si c'est juste

7. En déduire la valeur de V0 en m/s puis km/h, pou que le projectile ne retombe pas (h_{max}\to \infty).

Voila le problème si h_{max}\to \infty alors V0 tend vers l'\infty

Donc je ne vois pas comment calculer V0 ???

Merci d'avoir lu et de me répondre.

Posté par
donaldos
re : Physique Terre à la lune 28-10-09 à 12:42

Dans la deuxième question, tu supposes que le champ de pesanteur est constant (d'après l'expression de l'énergie potentielle). Or ce n'est pas le cas dans cet exercice.



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