EXERCICES SUR LA GRAVITATION UNIVERSELLE

EXERCICES Chapitre P9 Dans tous les exercices, on prendra comme valeur de la constante de
gravitation universelle G=6,67(10-11 SI 1.
a. Dans quel référentiel le mouvement des planètes autour du Soleil est-
il étudié ?
b. Quel est le mouvement de la Terre autour du Soleil dans ce
référentiel ?
c. Quelles sont les trajectoires des autres planètes autour du Soleil
dans ce référentiel ?
d. Quelle est la cause du mouvement des planètes autour du Soleil ? 4. Calculer la force d'attraction qui s'exerce entre 2 élèves, de masses 48
kg et 50 kg, dont les centres d'inertie sont distants de 1 m. Comparer
cette force au poids de chaque élève. Conclure.
On prendra g=10N.kg-1 à la surface de la Terre. 5. Calculer la force d'attraction exercée par la Terre sur la Lune.
données : MT = 6,0 ( 1024 kg ML = 7,4 ( 1022 kg distance entre
les centres : 384 000 km. 6. Le télescope spatial Hubble a permis de faire d'importantes découvertes
en astronomie. Il se déplace autour de la Terre sur une orbite
circulaire, à l'altitude constante h = 600 km. Sa masse est m = 12,0 t .
On donne : masse de la Terre MT = 6,00 ( 1024 kg rayon de la
Terre RT = 6,38 ( 103 km
a. Calculer la force d'attraction exercée par la Terre sur le télescope
Hubble.
b. Calculer la force d'attraction exercée par le télescope Hubble sur la
Terre.
c. Représenter ces 2 forces sur un schéma, sans souci d'échelle.
d. En écrivant que la force de gravitation qui s'exerce sur le télescope
est égale à son poids, montrer que la pesanteur terrestre à l'altitude
h est donnée par :
[pic] .
e. Calculer g à l'altitude de Hubble. En déduire le poids de Hubble à
cette même altitude.
f. Calculer l'altitude d'un satellite géostationnaire, sachant qu'à cette
altitude, g = 0,223 N.kg-1.
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2. Représenter, sans souci d'échelle, les forces d'attraction exercées
par la Terre respectivement sur l'esquimau, la Tour Eiffel et le
kangourou.
3. Confirmer ou réfuter les affirmations suivantes :
a. La force gravitationnelle est proportionnelle au carré de la distance
b. Une force gravitationnelle peut être répulsive.
c. La force gravitationnelle qui s'exerce sur un corps est
proportionnelle à la masse de ce corps.
d. La force gravitationnelle est proportionnelle à l'inverse du carré de
la distance.
e. Les forces gravitationnelles peuvent s'exercer entre 2 galaxies.
f. La force d'attraction exercée par la Terre sur une bille d'acier est
supérieure à la force d'attraction exercée par la bille sur la Terre.