Thème comprendre - satellites

|Epreuve orale de contrôle du Baccalauréat S |
|Session 2013 |Question :En utilisant les données sur le |Thème : |
| |satellite ASTRA3B, déterminer la masse de la |Domaine : |
| |planète Terre et discuter la valeur obtenue. | |
| | | |
| | |Thème : |
| | |comprendre |
| | |Domaine : |
| | |physique |
VERSION 1 : en utilisant les données sur le satellite ASTRA3B, déterminer
la masse de la planète Terre et discuter la valeur obtenue. VERSION 2 (plus guidée) : schématiser la trajectoire du satellite ASTRA3B ;
en déduire la relation entre la vitesse du satellite et sa période de
révolution autour de la Terre ; en utilisant les données sur le satellite
ASTRA3B, déterminer la masse de la planète Terre et discuter la valeur
obtenue. |Document 1 : présentation du satellite ASTRA3B |
|[pic] |Le 21 mai 2010, une fusée Ariane5 a |
| |placé sur une orbite géostationnaire le |
| |satellite ASTRA3B. C'est un satellite de|
| |télécommunication qui est utilisé pour |
| |diffuser la radio et la télévision |
| |numériques notamment en Europe. Ce |
| |satellite d'une masse de 5,472 kg se |
| |déplace dans le référentiel géocentrique|
| |à une vitesse de 3,1 km/s. Panneaux |
| |solaires déployés, son envergure sera |
| |d'un peu moins 40 mètres pour des |
| |dimensions de 4,5 x 3,2 x 2,8 m. | |Document 2 : orbite géostationnaire (https://fr.wikipedia.org/) |
|[...] |
|En plus de la caractéristique de l'orbite géosynchrone qui fait qu'un |
|corps se trouvant sur cette orbite possède une période de révolution |
|très exactement égale à la période de rotation de la Terre sur elle-même|
|(23 heures 56 minutes et 4,1 secondes), l'orbite géostationnaire |
|s'inscrit dans le plan équatorial de la Terre. Cette propriété |
|supplémentaire fait que tout corps en orbite géostationnaire paraît |
|immobile par rapport à tout point de la Terre. |
|Cette caractéristique est particulièrement importante pour les |
|satellites de télécommunications ou de diffusion de télévision. La |
|position du satellite semblant immobile, un équipement de réception muni|
|d'une antenne fixe pointant dans la direction du satellite |
|géostationnaire suffira pour capter ses émissions. |
|[...] | |Document 3 : quelques données sur la planète Terre |
|(http://www.astropolis.fr/) |
|[...] |
|La Terre tourne autour du Soleil en 365.25 jours et sur elle-même en 1 |
|jour. Son rayon orbital (ou plus simplement sa distance du Soleil) est |
|de 150 millions de kilomètres. Elle a un diamètre de 12 756 km et une |
|masse de 5,973x1024 kg. La température oscille entre -70 et +50 °C, la |
|température moyenne étant de +14 °C. Sa superficie s'étend sur 510 |
|millions de km2. La Terre n'est pas ronde, on parle d'ellipsoïde aplati.|
| |
|Hormis ses centaines de satellites artificiels envoyés par les hommes en|
|orbite, notre planète possède un unique satellite naturel : la Lune, |
|dont elle est distante en moyenne de 385 000 km (360 000 / 409 000). |
|[...] | |Document 4 : constante de la gravitation (http://physics.nist.gov/) |
|[pic] | Question 2 - Document examinateur |Compétence |Corrigé |A |B |C |D |
|S'approprier |Extraire la période de révolution du | | | | |
| |satellite | | | | |
| |[pic] | | | | |
|S'approprier |Extraire la vitesse du satellite dans le | | | | |
| |référentiel géocentrique | | | | |
| |[pic] | | | | |
|Réaliser |Calculer le rayon de l'orbite du satellite | | | | |
| |[pic] | | | | |
|Analyser |Mouvement circulaire uniforme | | | | |
| |[pic] | | | | |
|Réaliser |Appliquer la deuxième loi de Newton au | | | | |
| |satellite | | | | |
| |[pic] | | | | |
| |(possibilité d'utiliser la troisième loi de| | | | |
| |Kepler) | | | | |
|Valider |Erreur relative | | | | |
| |[pic] soit 3,8 % | | | | |
| |Identifier les sources d'erreur | | | | |
|Communiquer |Utiliser les notions, le vocabulaire | | | | |
| |scientifique adapté | | | | |
| |Présenter une argumentation de manière | | | | |
| |cohérente et compréhensible | | | | |
| | |Note |
| | |/ 20 |