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Satellite/gravité/force
Bonjour j'ai un exercice dans mon DM qui me pose quelques petites difficultées. Je vous demande votre aide svp, j'ai mit le sujet avec question/réponse. J'aimerai avoir votre avis et ou si il faut corriger certaines choses merci.
Pour transmettre les signaux vidéos d'un point du globe à un autre, on utilise des satellites géostationnaires. L'orbite de ces satellites est un cercle situé sur le plan de l'équateur à une altitude de 36 000km. Ces satellites conservent toujours la même position par rapport à la surface de la Terre et permettent donc de transmettre des données numériques à l'aide d'antenne pointée dans leur direction.
a) Quel est le mouvement d'un satellite géostationnaire dans le référentiel terrestre ?
Dans le référentiel terrestre, un satellite géostationnaire est immobile.
b)Même question dans le référentiel géocentrique
Dans le référentiel géocentrique, le satellite a pour mouvement circulaire et uniforme pour la vitesse.
c) Ce satellite est-il soumis à des forces qui se compensent ?
Je ne suis pas sur pour celle-ci, faut-il justifier aussi en faisant des calculs ?
Oui l'objet est immobile, d'après le principe d'inertie, les forces se compensent.
d) Quelle est la force qu'exerce la Terre sur le satellite ? Donner ses caractéristiques et faire un schéma.
La force qu'exerce la Terre sur le satellite est la gravité. Pour les caractérisitiques je ne vois pas ce qu'il faut mettre.
Pour le schéma je ferai un rond qui représente le satellite( centre d'inertie) avec un flèche vers le bas qui représente le poids et une vers le haut qui représente la gravité. Biensur le tout légendé et avec une échelle et couleurs.
e) Déterminer la valeur de cette force
Pour répondre j'utiliserai la loi de gravitation :
G.ma.mb/d²
Une dernière question : ***sujet dupliqué ici : 
Conseil d'orientation***
Merci
Bon confinement 
***Sujet dupliqué***
Bonjour et bienvenue sur le forum,
J'ai scindé ton sujet en deux pour respecter la règle 1 sujet créé = 1 exercice.
Concernant celui-ci :
a) Quel est le mouvement d'un satellite géostationnaire dans le référentiel terrestre ?
Dans le référentiel terrestre, un satellite géostationnaire est immobile.
Oui TB mais explique la raison "Ces satellites conservent toujours la même position par rapport à la surface de la Terre"
b)Même question dans le référentiel géocentrique
Dans le référentiel géocentrique, le satellite a pour mouvement circulaire et uniforme pour la vitesse. Oui TB
c) Ce satellite est-il soumis à des forces qui se compensent ?
Je ne suis pas sur pour celle-ci, faut-il justifier aussi en faisant des calculs ?
Oui l'objet est immobile, d'après le principe d'inertie, les forces se compensent.
Attention, que dit exactement le principe d'inertie (tu as une fiche de cours là-dessus dans les fiches de seconde du site)
d) Quelle est la force qu'exerce la Terre sur le satellite ? Donner ses caractéristiques et faire un schéma.
La force qu'exerce la Terre sur le satellite est la gravité --> non, elle a un nom bien défini, cf. la fiche de cours sur le sujet
Pour les caractérisitiques je ne vois pas ce qu'il faut mettre --> idem, tu as une fiche sur le sujet.
Caractéristique = point d'application + droite d'action + sens + valeur
Pour le schéma je ferai un rond qui représente le satellite( centre d'inertie) avec un flèche vers le bas qui représente le poids et une vers le haut qui représente la gravité. Biensur le tout légendé et avec une échelle et couleurs.
--> peux-tu poster le schéma en question stp avec le bouton "Img" ?
e) Déterminer la valeur de cette force
Pour répondre j'utiliserai la loi de gravitation :
G.ma.mb/d² attention, il faut définir tes notations, c'est primordial
Concernant les fiches de cours de seconde, c'est par ici (clique sur la maison) : Classe de 2nde : toutes les fiches de cours sont à jour !
gbm
On nous dit que le système est immobile( dans le référentiel terrestre) dans le texte alors le principe d'inertie nous dit qu'un système immobile en mouvement rectiligne uniforme est nécessairement un système isolé ou pseudo-isolée. Ici nous avons à faire à un système pseudo isolée ( des forces sont présentes).
Mais dans le référentiel héliocentrique, le satellite n'est pas immobile. Je ne comprends pas ducoup je dois prendre quel référentiel ? Si je prends le référentiel terrestre les forces se compensent alors qu'elles ne se compensent pas dans le référentiel hélio-centrique.
C'est bizarre c'est ce que je dit...
d) c'est la force gravitationelle
J'attends votre avis pour commencer la suite...
gbm
J'ai oublié le oû
On nous dit que le système est immobile( dans le référentiel terrestre) dans le texte alors le principe d'inertie nous dit qu'un système immobile ou en mouvement rectiligne uniforme
Justement, tu l'as écrit :
On nous dit que le système est immobile( dans le référentiel terrestre) dans le texte alors le principe d'inertie nous dit qu'un système immobile en mouvement rectiligne uniforme est nécessairement un système isolé ou pseudo-isolée. Ici nous avons à faire à un système pseudo isolée ( des forces sont présentes)
Or ici ton mouvement est circulaire uniforme.
Après, je te l'accorde, la question n'est pas la plus aisée en seconde ... A part dire que le mouvement n'étant pas rectiligne uniforme dans le référentiel géocentrique (supposé galiléen), donc le principe d'inertie ne s'applique pas et donc les forces appliquées ne se compensent pas.
En fait, c'est tout simplement parce que le système n'est soumis qu'à la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
Pour être plus précis, on dit que le mouvement est centripète.
gbm
Je comprends pas pourquoi vous utiliser le référentiel géocentrique pour répondre à cette question. À chaque problème( question de ce genre) il faut seulement utiliser le référentiel géocentrique ? On se préocupe pas des autres c'est ça ?
Par exemple un livre sur une table pour voir si les forces se compensent il faut utiliser le référentiel géocentrique ?
Oû il faut utiliser le réféntiel le mieux adapté à la situation ?
Par exemple pour le livre il faut se placé dans le référentiel terrestre etc... c'est ça ?
Merci de votre aide
Pour la question d pour la valeur de la force gravitationel, je dois bien utiliser la loi de gravitation ?
Justement, tu l'as écrit :
On nous dit que le système est immobile( dans le référentiel terrestre) dans le texte alors le principe d'inertie nous dit qu'un système immobile en mouvement rectiligne uniforme est nécessairement un système isolé ou pseudo-isolée. Ici nous avons à faire à un système pseudo isolée ( des forces sont présentes)
Or ici ton mouvement est circulaire uniforme.
Après, je te l'accorde, la question n'est pas la plus aisée en seconde ... A part dire que le mouvement n'étant pas rectiligne uniforme dans le référentiel géocentrique (supposé galiléen), donc le principe d'inertie ne s'applique pas et donc les forces appliquées ne se compensent pas.
En fait, c'est tout simplement parce que le système n'est soumis qu'à la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
Pour être plus précis, on dit que le mouvement est centripète.
Le système n'est pas soumis à un poids ???
gbm
Je comprends pas pourquoi vous utiliser le référentiel géocentrique pour répondre à cette question. À chaque problème( question de ce genre) il faut seulement utiliser le référentiel géocentrique ? On se préocupe pas des autres c'est ça ?
Par exemple un livre sur une table pour voir si les forces se compensent il faut utiliser le référentiel géocentrique ?
Oû il faut utiliser le réféntiel le mieux adapté à la situation ?
Par exemple pour le livre il faut se placé dans le référentiel terrestre etc... c'est ça ?
Merci de votre aide
Pour la question d pour la valeur de la force gravitationel, je dois bien utiliser la loi de gravitation ?
Il faut utiliser le référentiel le plus adapté, tu as une fiche sur la relativité du mouvement dans le lien que je t'ai fourni.
Par exemple ici, dans le référentiel terrestre, le satellite géostationnaire apparaît immobile, pas trop d'intérêt donc pour une étude physique (après c'est le but recherché pour son utilisation
).
Alors que dans le référentiel géocentrique il a un mouvement circulaire uniforme.
Justement, tu l'as écrit :
On nous dit que le système est immobile( dans le référentiel terrestre) dans le texte alors le principe d'inertie nous dit qu'un système immobile en mouvement rectiligne uniforme est nécessairement un système isolé ou pseudo-isolée. Ici nous avons à faire à un système pseudo isolée ( des forces sont présentes)
Or ici ton mouvement est circulaire uniforme.
Après, je te l'accorde, la question n'est pas la plus aisée en seconde ... A part dire que le mouvement n'étant pas rectiligne uniforme dans le référentiel géocentrique (supposé galiléen), donc le principe d'inertie ne s'applique pas et donc les forces appliquées ne se compensent pas.
En fait, c'est tout simplement parce que le système n'est soumis qu'à la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
Pour être plus précis, on dit que le mouvement est centripète.
Le système n'est pas soumis à un poids ???
Ce que tu appelles poids est un cas particulier :
F = G.m.Mt/(Rt + z)²
si m masse du satellite
Mt celle de la Terre
Rt son rayon
z l'altitude du satellite par rapport au sol terrestre
F = m x G.Mt/(Rt + z)²
<=> F = m x g
avec g = G.Mt/(Rt + z)² = champ de gravitation.
Tu verras cela en première, retiens juste ici que la force principale appliquée est la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
Après les autres planètes ou étoiles exercent également des forces d'attraction sur ce dernier, mais elles sont négligeables devant celle exercées par la Terre.
gbm
Je ne comprends pas pourquoi on prend le référentiel géocentrique pour la réponse.
Pouvez-vous m'expliquez ?
gbm
Parce que vous m'avez dit vu que dans le référentiel géocentrique le mouvement n'est pas rectiligne uniforme alors les etc...
Mais pourquoi on se place dans le référentiel géocentrique plutot terrestre par exemple ?
On prend le mieux adapté ?
gbm
Parce que vous m'avez dit vu que dans le référentiel géocentrique le mouvement n'est pas rectiligne uniforme alors les etc...
Mais pourquoi on se place dans le référentiel géocentrique plutot terrestre par exemple ?
On prend le mieux adapté ?
Tu me reposes la même question, je vais te répondre la même chose : lis la fiche du site sur la relativité du mouvement.
gbm
Aussi pour les 4 caractéristiques de cette force j'ai mit(force gravitationnelle) :
- La direction est verticale
- L'orientation est vers le haut
- Le point d'application est le satellite
- Son intensité vaut...
Pour l'intensité je dois utiliser la loi de gravitation ainsi que sa formule ?
Merci
Bonjour,
Non, ce n'est pas du tout précis ce que tu écris, là aussi il y a une fiche.
Soit S le centre d'inertie du satellite et T celui de la Terre
Point d'application : S
Direction : la droite (ST)
Sens : de S vers T
Valeur : F = G.m.M/(Rt + z)² comme expliqué hier
D'accord donc j'ait mit:
Soit S le centre d'inertie du satellite et T celui de la Terre
-Point d'application : S
-Direction : La droite (ST)
-Sens : de S vers T
-Valeur : 18N ( voir les calculs à la question e )
Pour déterminer la valeur de cette force j'utilise la loi de gravitation
F= (G.m.Mt)/((Rt+d)²)
Avec
G la constante universelle de la gravitation→ 6.67×10-11N.m².kg-2
m la masse du satellite → 80kg
Mt la masse de la Terre → 5.97×1024kg
Rt son rayon →6.38×106m
d l'altitude du satellite par rapport au sol terrestre →36 000km = 36 000 000m = 36×106m
On remplace par les valeurs :
F= 6.67×10-11×80×5.97×1024/(6.38×106+36×106)²
F=18
Cette force a pour valeur 18N.
J'ai mis le schéma aussi si vous voulez jetté un coup d'oeil...
J'ai pas mit dans le sujet mais j'avais une même question mais avec le poids d'un parachutiste qui a pour masse 90kg.
Pour les caractéristiques j'ai mit:
Soit P le centre d'inertie du parachutiste et T celui de la Terre
-Point d'application : P
-Direction : la droite (ST)
-Sens : de S vers T
- La valeur vaut 882N (voir les calculs à la question 2d).
Et pour le schéma : Je vais refaire un autre message car je ne pense pas que je peux mettre plusieurs images d'afilées.
gbm
Voici le schéma du parachutiste et son poids.
Vous pensez que pour les 2 schémas je dois mettre les valeurs sachant que je les ai déja mit sur ma feuille ?
***Images recadrées***
gbm
J'ai fait un copié collé mais ça a fait des erreur donc pour le parachustiste :
b) La force principale à laquelle il est soumis est le poids dont les 4 caractéristiques sont :
Soit P le centre d'inertie du parachutiste et T celui de la Terre
-Point d'application : P
-Direction : la droite (PT)
-Sens : de P vers T
- La valeur vaut 882N (voir les calculs à la question 2d).
J'ai vu aussi que le copié collé a enlever les exposants...
Désolé, tu as réussi à me perdre 
:
- pourquoi évoquer un "parachutiste" quand on étudie un satellite géostationnaire
- ensuite, tu fais de sérieuses confusions entre le poids d'un solide et la force d'attraction gravitationnelle ;
- enfin je ne comprends pas tes schémas : pourquoi ne pas représenter la Terre et le satellite et de ne représenter que la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur ce satellite. Je t'ai déjà expliqué que c'est la seule force qui s'applique à l'étude
gbm
Je suis pas clair, je vous assure que j'ai compris.
Enfaite au début je finnisais les questions auquel je vous ai demandé de l'aide et après j'ai parlé d'une question qui ressemblaient aux précedentes mais cette fois ci avec le poids et un parachutiste. C'est tout mais j'ai pas été clair.
Le schéma qui représente la force gravitationelle avec le satellitte géostationnaire le voici:
gbm
Pour le schéma comment je peux représenter la Terre ??
Comme ça ?
Vous avez dit que je confonds certaines choses mais quoi ?
J'ai tout compris pourtant.
Expliquez-moi
L'histoire du parachute c'est une question d'un autre exercice...
***Images recadrées***
Non, ton schéma n'est pas suffisant pour définir correctement les caractéristiques de la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
C'est une force attractive et non répulsive comme ton schéma le laisserait entendre.
Voici une proposition plus précise et qui tient compte de ce que j'avais fourni plus haut :
Point d'application : S
Direction : la droite (ST)
Sens : de S vers T
Valeur : F = G.m.M/(Rt + z)² comme expliqué hier
Concernant enfin ton application numérique il y a une erreur de conversion dans le rayon terrestre qui est plus petit que l'altitude du satellite.
gbm
C'est bizarre je vois pas la problème...
Dans les donnés de mon DM est écrit :
Rayon de la Terre : 6,38×106m
Et puis le satellite est placé a 36 000 km de haut soit 3,6×107 m
Décidemment j'arrive pas à trouver le plus simple 
gbm
Pas de soucis.
Sinon pour votre schéma vous êtes un profesionnel, comparé à moi. Quel logiciel utilisez-vous ?
A dire vrai je l'ai pioché dans une fiche de cours du site que j'avais reprise .
Cela remonte à plus de 10 ans
gbm
D'accord, sinon 18N pour la force gravitationelle du satellite géostationaire vous semble correct ? Ça me paraît peu quand même....
Je vous remercie de votre aide
Vu le nombre de chiffres significatifs fournis par l'énoncé, on pourrait à la rigueur écrire FT/S = 17,7 N.
Ce n'est effectivement pas la force d'attraction la plus puissante qu'on connaît ...
Tu en verras une autre en première
J'ai mit 18 car 80 kg est la masse du satellite et la moins précise (2chiffres significatifs) et j'ai arrondie. Je dois mètre 3 chiffres significatifs quand même ?
Je suis très agréablement surpris de constater que tu maîtrises à la perfection les chiffres significatifs : c'est bien ça !
Oublie ce que j'ai écrit, j'ai encore lu trop vite !
Bonsoir à tous,
Un satellite a une masse de plusieurs tonnes, non?
80 kg me paraissent vraiment peu .
Bonsoir à tous,
Un satellite a une masse de plusieurs tonnes, non?
80 kg me paraissent vraiment peu .
Salut krinn
Oui ça m'a effectivement paru peu, ce que même Jaj18 avait remarqué en calculant la norme de la force mais il a reconfirmé que c'était la valeur fournie par l'énoncé.
Sauf erreur de recopie, cela va de soi
gbm krinn
C'est vrai que j'ai pas fais attention, ça me parait peu également...
Regardez l'énoncé par vous même...
Je viens de trouver ça sur google, ça veut dire que ce satellite fait partie des 10% environ.
** image supprimée **
Au fait, j'ai pas dit mais j'ai un compte sur ilemath qui s'apelle Jam18 et quand j'ai voulu me conecter avec ce compte sur l'ilechimie je n'ai pas réussi. Je devais recrée un compte, c'est normal ?
Bonjour,
Effectivement, dans ce cas on a fini l'exercice .
Au fait, j'ai pas dit mais j'ai un compte sur ilemath qui s'apelle Jam18 et quand j'ai voulu me conecter avec ce compte sur l'ilechimie je n'ai pas réussi. Je devais recrée un compte, c'est normal ?
C'est normal, cela fait depuis 2008 que l'île maths et l'île physique sont deux sites distincts, il faut donc recréer son compte sur chacun d'eux.
Ce qui est interdit c'est d'avoir plusieurs comptes sur un même site.
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