3° > Chap MI5 : Conséquence de la gravitation universelle : Le poids sur Terre

Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre M.I.5 intitulé « Conséquence de la gravitation universelle : Le poids sur Terre » puis faire l’activité 1.

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Activité à rechercher avant de venir en cours

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Activité 1Le poids ou la force de gravitation universelle ?

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Bonus présentation pour la notation du classeur :

Vous pouvez dessinez ou imprimer et coller le schéma ci-dessous.

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Les objets en orbite ou à la surface de la Terre sont soumis à l’attraction universelle qui est exercée par la Terre. Dans le langage courant, sur Terre, Cette attraction s’appelle « le Poids ». On parle alors de « Pesanteur Terrestre »

Vocabulaire : En cas d’absence de pesanteur on parlera d’apesanteur ou d’impesanteur.

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Question 1 – Associer :

Recopiez et complétez le tableau suivant en ajoutant des double-flèches pour associer les grandeurs qui se correspondent :

Objet Force agissante Gravité
Camion Attraction gravitationnelle Pesanteur terrestre
Satellite Poids Gravitation universelle

Question 2 – Utiliser le vocabulaire :

Recopiez et complétez la phrase suivante avec le vocabulaire proposé ci-après :

« L’attraction gravitationnelle ………………. s’exerce entre tous les objets qui possède une masse. Dans notre vie ……………………., on appelle « Poids » l’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre …………… et ………………. »

Vocabulaire proposé : la Terre, universelle, quotidienne, un objet.

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Question 3 – Dessiner :

Si vous ne l’avez pas déjà imprimé, reproduisez dans votre cours le schéma ci-dessus et dessiner sur ce schéma :

  • Un segment fléché qui représentera le poids du camion (sans soucis d’échelle). (Aide : Voir Chap MI3 : Activité 6)
  • Un autre segment fléché qui représentera l’attraction gravitationnelle subie par le satellite (sans soucis d’échelle).
  • Ajouter les noms de forces en légende sur ces segments fléchés.

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 Autres activités qui seront faites durant le cours

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Activité 2 : Calculs avec la formule de la gravitation universelle.

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Comme indiqué précédemment, vous pouvez si vous le souhaiter imprimer le dessin de l’activité 2 pour vous faciliter le travail en classe.

Au chapitre précédent, nous avons déterminé la valeur de la constante de gravitation universelle : G = 6,67 × 10-11 dans le système international d’unités. Calculez l’intensité de la force de gravitation en utilisant la Loi universelle de la gravitation :

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Pour tous les exercices, vous détaillerez le calcul en 3 étapes comme indiqué dans l’exemple du 1° ci-dessous.

Voici 2 personnages, Marc et Sophie, qui travaillent dans un laboratoire.

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1° Calculez l’intensité de la force de gravitation que Marc exerce sur Sophie.

Données : Distance entre Marc et Sophie : d(Marc-Sophie) = 1 m. Masse de Marc : m1 = 80 kg et masse de Sophie : m2 = 55 kg (illustration en page 5 du module ci-dessous).

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Modèle de solution déjà rédigé (en 3 étapes) :

  • Par définition de la force gravitationnelle : F = G × m1 × m2 / (dMarc-Sophie)2
  •  Application numérique : F = 6,67 × 10-11 × 80 × 55 / 12 = 2,9348 × 10-7
  • Phrase réponse : La force vaut F = 2,93 × 10-7 N (résultat en notation scientifique à 3 chiffres arrondie)

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2° Calculez l’intensité de la force de gravitation que la Terre exerce sur Sophie.

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Consigne : Rédiger la solution en respectant le modèle de solution proposé dans le 1°

Données : Rayon de la Terre : d(Terre-Sophie) = 6370 km. (Attention à toujours convertir en mètre). On considère que Sophie est à cette distance d du centre de la Terre. Masse de la Terre : mT = 5,92 x 1024 kg et masse de Sophie : m2 = 55 kg. (si nécessaire voir l’illustration en page 6 du module).

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3° Calculez l’intensité de la force de gravitation que la Lune exerce sur Sophie.

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Consigne : Rédiger la solution en respectant le modèle de solution proposé dans le 1°

Données : Distance Terre-Lune : d(Terre-Lune) = 384 000 km. (Attention à la conversion). On considère que Sophie est à cette distance d du centre de la Lune. Masse de la Lune : mL = 7,35×1022 kg et masse de Sophie : m2 = 55 kg (si nécessaire voir l’illustration en page 7 du module).

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4° Calculez l’intensité de la force de gravitation que le Soleil exerce sur Sophie.

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Consigne : Rédiger la solution en respectant le modèle de solution proposé dans le 1°

Données : Distance Terre-Soleil : d(Terre-Soleil) = 1,50 x 1011 m. On considère que Sophie est à cette distance d du centre du Soleil. Masse du soleil : mS = 2,0 x 1030 kg et masse de Sophie : m2 = 55 kg (si nécessaire voir l’illustration en page 8 du module).

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Si nécessaire, vous pourrez vérifier vos résultats en utilisant le module ci-dessous

Pour accéder au module « S’ENTRAÎNER : Exploiter l’expression littérale de la loi de gravitation universelle », cliquez sur le lien https://edu.tactileo.fr/GO et utiliser le code ci-dessous :

Pour tous les groupe-classe, utiliser le code HD9Y

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Activité 3 : Jouer avec la gravitation

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Utiliser FIREFOX le navigateur de Mozilla !

Cliquez sur l’image suivante pour accéder à l’animation

Choisir les paramètre pour réussir à faire apparaître la trajectoire de la Lune comme sur l’image ci-dessous (Preset = Soleil ; Planète et Lune).

En explorant plus loin les menus de l’animation de l’animation, vous aurez accès à d’autres types de systèmes solaires comme par exemple un système à 4 étoiles (Préset : « Four star ballet »). Attention ce système qui semble stable ne l’est pas très longtemps.

Combien de temps met-il à s’autodétruire ? : …

Et d’autres exemples. Bonne exploration

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Activité 4 : La naissance du système solaire

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Questions :

1° Quel est environ l’age de notre système solaire ?

2° Quel rôle a joué la gravité pour former les planètes ?

3° Quelles sont les 4 planètes telluriques ?

4° La gravité a-t-elle aussi une action sur les gaz ?

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 Bilan

Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la CARTE MENTALE de ce chapitre

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 Corrigés

Des éléments de correction apparaitront ci-dessous  lorsque le chapitre aura été complété.

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Corrigé accessible : Cliquez sur le lien suivant pour accéder au « Corrigé du chapitre MI5  ».

En cas d’absence, ou autre nécessité, faites une demande sur la messagerie d’ECOLE DIRECTE pour obtenir le corrigé anticipé du cours. Un code d’accès vous sera fourni. Vous pourrez l’utiliser ci-dessous pour accéder au corrigé dans la partie ci-dessous, protégée par mot de passe.

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Un code vous sera donné par votre professeur lorsque le chapitre sera terminé.