Chapitre 12 La Gravitation Universelle Physique

2nde – SPC
Thème : Sport
Chapitre 12
La Gravitation Universelle
Physique
C’est en méditant sur la chute d’une pomme que Newton aurait eu la révélation
des lois de l’attraction gravitationnelle
I- Loi de la Gravitation Universelle (à connaître)
A partir du livre p.217 :
 Que signifie l’expression « 2 corps A et B sont en interaction gravitationnelle » ?
 Qui a énoncé cette Loi ? En quelle année ?
 Représenter 2 objets A et B de masse mA et mB.
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .
 Représenter les forces ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
 Exprimer l’intensité de ces 2 forces. Préciser les notations et les unités.
 Déterminer l’unité de G.
Exemples d’application :
-
Faire l’ex. n° 4 p.222 et calculer la valeur de
.
Calculer l’intensité de la force d’attraction gravitationnelle que vous
exercez sur votre voisin. Doit-on tenir compte de cette force dans
la vie quotidienne ? Justifier.
II- Relation entre le poids et la force d’attraction gravitationnelle




Représenter la Terre. Indiquer son rayon RT. Sa masse sera noté mT.
Représenter un objet de masse m à la surface de la Terre.
Représenter la force ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ exercée par la Terre sur cet objet.
Exprimer l’intensité
de la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur
cet objet.
 Exprimer le poids de l’objet P.
 Que peut-on dire de P et
?
 En déduire que l’expression de g est
.
 Calculer la valeur théorique de g.
 Comment expliquer que g diminue avec l’altitude ?
 Comment expliquer que g varie en fonction de la planète ?
Données :
Constante de gravitation Universelle :
Masse de la Terre :
Masse de la Lune :
Distance Terre-Lune (centre à centre) :
Rayon de la Terre :
Rayon de Mars :
(unités du système international)
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III- Résolution de problème : comment peser Mars avec un pendule ?
Votre candidature a été retenue pour le projet Mars One, dont
le principal objectif est d’établir la première colonie humaine
permanente sur la planète Mars.
En 2023 vous atterrissez sur la planète rouge. Votre 1ère
mission est d’estimer la masse de votre nouvelle planète.
 Vous répondrez à cette question et déterminez la masse de la planète Mars à l’aide
des documents ci-dessous.
Document 1 : Description du pendule utilisé
Longueur du pendule :
Masse du solide suspendue :
Document 2 : Etude théorique d’un pendule simple
L’étude théorique du pendule simple permet d’établir l’expression de la période T de ses
oscillations :
√
avec
longueur du pendule (en m)
g : intensité de la pesanteur sur le lieu de l’expérience (en N/kg)
T : période du pendule (en s)
Document 3 : Enregistrement effectué sur Mars des oscillations du pendule
Un capteur permet d’enregistrer les
valeurs de l’angle (en rad) pendant que
le pendule oscille.
La courbe ci-dessous représente les
variations de l’angle au cours du temps
quand le pendule oscille librement :
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