Physique

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  • Publié le : 21 mars 2011
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I- Le mouvement de la Lune.   
1)- Le mouvement de la Lune pour un observateur terrestre.
-          Pour un observateur terrestre, la Lune se lève à Est et se couche à l’Ouest. 
-         La trajectoire de la Lune dans le ciel change d’un jour à l’autre.
-          Le mouvement de la Lune par rapport à la Terre est complexe. 
-          Le référentiel terrestre n’est pas adapté pourl’étude du mouvement de la Lune.
-          On préfère utiliser le référentiel Géocentrique.
2)- Le référentiel Géocentrique.
-          Le référentiel Géocentrique est un solide constitué par le centre de la Terre et des étoiles lointaines dont les positions n’ont pas varié depuis des siècles.
-          Le référentiel Géocentrique n’est par entraîné dans le mouvement de rotation de la Terre.-          Le principe de l’inertie s’applique dans le référentiel Géocentrique.
-          Animation 
3)- Trajectoire de la Lune.
-          Dans le référentiel Géocentrique, la trajectoire de la Lune est pratiquement un cercle de rayon R = 384 000 km. 
-          Soit 60 fois le rayon de la Terre.
-          La durée d’un tour que l’on appelle la période sidérale est de 27,3 jours.
4)- Cause dumouvement de la Lune.
-          Si la Lune n’était soumise à aucune force, d’après le principe de l’inertie, elle serait animée d’un mouvement rectiligne uniforme dans le référentiel géocentrique. 
-          En conséquence, la Lune est soumise au moins à une force.
-          Tournant autour de la Terre, on peut en déduire que la Lune est soumise à une force exercée par la Terre.
-          La forceexercée par la Terre sur la Lune est une force d’origine gravitationnelle.
II- L’interaction gravitationnelle. 
1)- La Loi de Gravitation universelle.
-          Énoncé :  
-          Deux corps ponctuels, de masses m et m’, séparés par une distance d, exercent l’un sur l’autre des forces attractives, de même valeur :
-          
-          G est appelé la constante de gravitationuniverselle : 
-          G » 6,67 x 10 – 11  m 3 x kg – 1  x s – 2  
-          Valeur de la force F en Newton N.
-          Valeur des masses m et m’ en kg.
-          Distance séparant les deux masses ponctuelles : d en m

-          Les forces se représentent par des flèches, appelées vecteurs, de même longueur , de même direction , mais de sens opposés.
2)- Cas des corps célestes.-          Ce résultat se généralise à des corps à répartition sphérique de masse. La masse est répartie de façon régulière autour du centre de corps. C’est le cas de la Terre, de la Lune, des Planètes et desÉtoiles.
-          Dans le cas de l’interaction gravitationnelle entre la Terre et la Lune, la valeur de la force exercée par la Terre sur la Lune est donnée par l’expression :
-          
-          M T :masse de la Terre : M T = 5,98 x 1024 kg.
-          M L : masse de la Lune : M L = 7,34 x 1022 kg.
-          d : distance entre le centre de la Terre et le centre de la Lune : d = 384 000 km.
-          Calculer la valeur de F.
-          
-          Schéma :

-          Cette force F retient la Lune sur son orbite autour de la Terre. 
-          Cette force du à l’interactiongravitationnelle est une force attractive représentée par le vecteur  , appliqué au centre de la Lune et dirigé vers le centre de la Terre.
3)- Poids et force gravitationnelle.
a)-     Le poids.
-          Sur la terre, Tout corps de masse m  est soumis à une force appelée poids du corps :
-          Expression du poids : P = m.g.
-          P poids en Newton N, m la masse en kg et g le facteurd’attraction terrestre : g = 9,8 N / kg.
b)-     La force gravitationnelle.
-          D’autre part, ce corps de masse m est soumis à une force gravitationnelle de la part de la Terre.
-          
-          Si l’objet est situé à la surface de la Terre, on peut considérer que d = RT = 6380 km.
 
c)-     Comparaison de F et de P.
-           . 
-          Il faut comparer : ...
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