la Loi de la gravitation universelle

SECONDE
ACTIVITÉS
PHYSIQUE
I.
II.
LA GRAVITATION UNIVERSELLE
APPROCHE HISTORIQUE DE L’ÉNONCÉ DE LA LOI D’INTERRACTION GRAVITATIONNELLE
Extrait de "Principes mathématiques de la philosophie naturelle"(1686)
Le physicien et mathématicien anglais Isaac Newton (1642-1727) publie le
premier dans l’ouvrage cité plus haut, la Loi de la gravitation universelle.
Dont on a extrait quelques citations
a. …« La Lune gravite vers la Terre ; et par la force de gravité elle
est continuellement retirée du mouvement rectiligne et uniforme et
retenue dans son orbite »….
b. …« La force qui retient la Lune dans son orbite tend vers la Terre
et est en raison réciproque du carré de la distance des lieux de la
Lune au centre de la Terre. »…
c. …« La gravité appartient à tout corps, et elle est proportionnelle à
la quantité de matière que chaque corps contient. »…
Questions
1) Quel principe est sous entendu par
Newton lorsqu’il écrit « …et par la force
de gravité elle est continuellement retirée
du mouvement rectiligne et uniforme.. »
2) Expliquer la signification de cette
partie de phrase.
3) Quel est l’objet "acteur" de cette
force de gravité ? et quel en est le
Terre
"receveur" ?
4) S’agit il d’une attraction ou d’une
Lune
répulsion ?
5) Que signifie « ..tend vers la terre.. » ?
6) Représenter cette force sur le schéma
ci-contre.
7) On note d, la distance qui sépare le
centre de la terre au centre de la Lune.
d’après le texte , la valeur de la force de
gravité est elle proportionnelle à d ?; d2
1
ou 2 ?
d
8) Que désigne pour Newton la « …. quantité de matière.. » ?
9) mT désignant la masse de la terre et mL la masse de la Lune, choisir, en vous servant du texte,
parmi les expressions suivante celle qui permet de déterminer la valeur de la force de gravitation
universelle. G étant une constante.
a) FT/L=G.mT2.mL
b) FT/L=G. mT 2
c) FT/L=. G 2
d) FT/L= G.m2T
d
mL.d
d
mT .mL.d
10) La valeur de la constante de la gravitation universelle G= 6,67.-11 unité S.I. (système
international) après avoir rappelé les unités S.I utilisée dans l’expression donnant la force de
gravitation universelle en déduire l’unité S.I de la constante de gravitation universelle.
11) La masse de la terre mT= 5,98.1024 kg , celle de la Lune est mL= 7,34.1022kg la distance
moyenne Terre-Lune est d = 3,8.105 km
Calculer la valeur de la force d’attraction gravitationnelle FT/L exercée par la Terre sur la Lune.
12) Représenter cette force sur le schéma ci-dessus en précisant l’échelle de représentation
utilisée.
13) Tout objet situé au voisinage de la terre est soumis à son poids P. Que représente le poids
d’un corps
14) Calculer le poids P d’une boule de masse mB= 0,80 kg sur le sol on donne l’intensité de la
pesanteur g=9,81N.kg-1 (vu au collège)
15) Calculer la force d’attraction gravitationnelle qu’exerce la Terre FT/B sur la même boule.
16) Conclure.
SECONDE
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III.
IV.
LA GRAVITATION UNIVERSELLE
APPROCHE HISTORIQUE DE L’ÉNONCÉ DE LA LOI D’INTERRACTION GRAVITATIONNELLE
Extrait de "Principes mathématiques de la philosophie naturelle"(1686)
Le physicien et mathématicien anglais Isaac Newton (1642-1727) publie le
premier dans l’ouvrage cité plus haut, la Loi de la gravitation universelle.
Dont on a extrait quelques citations
a. …« La Lune gravite vers la Terre ; et par la force de gravité elle
est continuellement retirée du mouvement rectiligne et uniforme et
retenue dans son orbite »….
b. …« La force qui retient la Lune dans son orbite tend vers la Terre
et est en raison réciproque du carré de la distance des lieux de la
Lune au centre de la Terre. »…
c. …« La gravité appartient à tout corps, et elle est proportionnelle à
la quantité de matière que chaque corps contient. »…
Questions
1) Quel principe est sous entendu par
Newton lorsqu’il écrit « …et par la force
de gravité elle est continuellement retirée
du mouvement rectiligne et uniforme.. »
2) Expliquer la signification de cette
partie de phrase.
3) Quel est l’objet "acteur" de cette
force de gravité ? et quel en est le
Terre
"receveur" ?
4) S’agit il d’une attraction ou d’une
Lune
répulsion ?
5) Que signifie « ..tend vers la terre.. » ?
6) Représenter cette force sur le schéma
ci-contre.
7) On note d, la distance qui sépare le
centre de la terre au centre de la Lune.
d’après le texte , la valeur de la force de
gravité est elle proportionnelle à d ?; d2
1
ou 2 ?
d
8) Que désigne pour Newton la « …. quantité de matière.. » ?
9) mT désignant la masse de la terre et mL la masse de la Lune, choisir, en vous servant du texte,
parmi les expressions suivante celle qui permet de déterminer la valeur de la force de gravitation
universelle. G étant une constante.
a) FT/L=G.mT2.mL
b) FT/L=G. mT 2
c) FT/L=. G 2
d) FT/L= G.m2T
d
mL.d
d
mT .mL.d
10) La valeur de la constante de la gravitation universelle G= 6,67.-11 unité S.I. (système
international) après avoir rappelé les unités S.I utilisée dans l’expression donnant la force de
gravitation universelle en déduire l’unité S.I de la constante de gravitation universelle.
11) La masse de la terre mT= 5,98.1024 kg , celle de la Lune est mL= 7,34.1022kg la distance
moyenne Terre-Lune est d = 3,8.105 km
Calculer la valeur de la force d’attraction gravitationnelle FT/L exercée par la Terre sur la Lune.
12) Représenter cette force sur le schéma ci-dessus en précisant l’échelle de représentation
utilisée.
13) Tout objet situé au voisinage de la terre est soumis à son poids P. Que représente le poids
d’un corps
14) Calculer le poids P d’une boule de masse mB= 0,80 kg sur le sol on donne l’intensité de la
pesanteur g=9,81N.kg-1 (vu au collège)
15) Calculer la force d’attraction gravitationnelle qu’exerce la Terre FT/B sur la même boule.
16) Conclure.