Accéder au contenu principal

Serie N1 (TC) La Gravitation Universelle

Exercice 1

Indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

  1. 1) Le poids d'un corps

    2. ❑ est la conséquence de la pesanteur

    ❑ est le même partout sur Terre

    ❑ se calcule par : P= mg.

  2. 2) Le poids d'un corps vaut 16 N sur la Lune. Le poids du même corps sur Terre vaut

❑98 N ❑ 10N❑160N

Données : gL = 1,6 N.kg-1 , gT = 9,8 N.kg-1

Exercice 2

Calculer l’ordre de grandeur du rapport entre la masse de la Terre MT et la masse de la lune ML .

Données : MT = 6,0×1024 Kg , ML = 7,4×1019 t (tonnes)

Exercice 3

Quels sont les ordres de grandeur des longueurs suivantes exprimés en mètres :

  • Rayon de l'atome d'hydrogène : 53×10-12 m.
  • Longueur d'un globule rouge : 12 μm.
  • Altitude du sommet de l'Everest : 8 848 m.
  • Rayon de la Terre : 6,4×103 km.
  • Rayon du Soleil : 6,96×105 km

Exercice 4

Un astéroïde s’approche de la planète Mars. Plusieurs scénarios de trajectoires sont imaginés :

Eliminer en argumentant les trajectoires qui paraissent impossibles.

Exercice 5

Une fusée est propulsée de la Terre vers la Lune. Elle est soumise, tout au long de son trajet à deux actions opposées : celle de la Terre et celle de la Lune. Appelons G le point d’équilibre.

  1. Quelles sont les deux actions qui s’exercent sur la fusée ?
  2. Comment varient ces deux actions lorsque la fusée s’éloigne de la Terre ?
  3. Justifie la notion de « point d’équilibre »
  4. Où se situerait ce point G si la Lune et la Terre avaient la même masse ?
  5. Justifier la position de G sur le schéma
  6. Dans quelle partie du trajet les moteurs servent-ils à faire avancer et dans quelle partie servent-ils à ralentir la fusée ?

Exercice 6

  1. Calculer la valeur des forces d'attraction gravitationnelle s'exerçant entre la Terre et le Soleil.

    2. Données :

    • Masse de la Terre : MT = 5,98×1024 kg
    • Masse du Soleil : MS = 1,99×1030 kg
    • Distance moyenne entre les centres de la Terre et du Soleil : D = 1,50×108 km
  2. Représenter sur un schéma les forces d'attraction gravitationnelle FS/T et FT/S. Préciser l'échelle de représentation choisie pour les valeurs des forces.

Exercice 7

Ganymède est un satellite de Jupiter.

Données :
Masse de Jupiter MJ=1,90 × 1027 kg
Masse du Soleil MS = 1,99 × 1030 kg
Masse de Ganymède MG = 1,48 × 1023 kg
Distance moyenne entre les centres de Jupiter et du Soleil D = 7,78 × 108 km
Distance moyenne entre les centres de Jupiter et Ganymède d =1,07 × 106 km
  1. Calculer la valeur de la force d'attraction gravitationnelle FS/J exercée par le Soleil sur Jupiter.
  2. Calculer la valeur de la force d'attraction gravitationnelle FG/J exercée par Ganymède sur Jupiter.
  3. Faire un schéma où les centres du Soleil, de Jupiter et de Ganymède sont placés dans le plan de la feuille.
  4. Représenter les forces d'attraction gravitationnelle calculées précédemment à l'échelle 1 cm pour 1,0×1023 N.
  5. Calculer le rapport FG/J/FS/J des valeurs des deux forces et conclure.

Exercice 8

La masse d'un vaisseau spatial destiné à l'exploration lunaire est m = 1,5 tonne.

  1. Calculer son poids sur la Terre, puis sur la Lune.

    2. Données : intensité de la pesanteur :

    - sur la Terre : gT = 9,8 N.kg−1

    - sur la Lune : gL = 1,6 N.kg−1

  2. Au voisinage de la Terre, le poids du vaisseau dépend-il de son altitude par rapport à la Terre ?
  3. Même question au voisinage de la Lune.

Exercice 9

Deux étoiles de masse M= 2,0×1030 kg sont situées à 4,5 années de lumière l'une de l'autre

  1. Quelle est la valeur de la force d'attraction gravitationnelle qu'elles exercent l'une sur l'autre ?
  2. Quelle serait la masse d'un objet qui, sur Terre, aurait un poids égal à la valeur de cette force ?

Donnée : g = 9,8 N.kg-1

Exercice 10

Au voisinage de la Terre, l'intensité de la pesanteur à la verticale d'un point donné dépend de l'altitude.À l'altitude z, l'intensité de la pesanteur g est donnée par la formule :

Où g0 = 9,8 N.kg-1 est l'intensité de la pesanteur au sol et R= 6,4×103 km le rayon de la Terre.

  1. Calculer l'intensité de la pesanteur à l'altitude z = 1,0×103 km.
  2. Le poids d'un corps au niveau du sol a pour valeur 5,0×102 N. Quelle est la valeur du poids de ce corps à l'altitude z = 1,0×103 km ?
  3. Par quel facteur le poids d'un corps est-il divisé lorsque le corps passe, en s'élevant, du niveau du sol à l'altitude z = 2R ?

Exercice 11

L'intensité de la pesanteur g à la surface d'une planète peut se calculer par la formule :

Avec : M : masse de la planète, R : rayon de la planète

  1. Calculer la valeur moyenne de l'intensité de la pesanteur à la surface de la Terre.

    2. Données :

    MT = 6,0×1024 kg

    RT = 6,4×103 km.

  2. Calculer la valeur moyenne de l'intensité de la pesanteur à la surface de Jupiter

    3. Données :

    MT = 6,0×1024 kg

    RT = 6,4×103 km

  3. Comparer le poids d'un objet sur Terre et sur Jupiter.

PDF إضغط في الأسفل لتحميل الدرس بصيغة