corrigé semaine 11 – la gravitation

1ère partie : histoire des sciences – la loi de gravitation universelle

Regarde la vidéo (tu peux avancer rapidement à 0:30s) : Newton et la gravitation. Elle explique comment Isaac Newton a imaginé cette loi en comparant le mouvement d’une pomme et celui de la Lune.

Question 1 : à l’aide de la vidéo, indique pourquoi une pomme tombe.

• a) parce qu’elle est mure.
• b) parce qu’elle tombe tout droit.
• c) parce qu’on la lance suffisamment fort pour faire le tour de la Terre
• d) parce qu’elle est attirée par la masse de la Terre

Question 2 : que se passerait-il si la vitesse initiale de la Lune était nulle ?

• a) elle tomberait sur Terre
• b) elle partirait dans l’espace
• c) elle tournerait autour du Soleil

Question 3 : complète la phrase suivante

Toutes choses ……………………. dans l’univers et …………………. …. les unes sur les autres

Question 4 : coche les affirmations qui sont vraies

• a) la Terre attire la pomme
• b) la pomme attire la Terre
• c) la Terre attire la Lune
• d) la Lune attire la Terre
• e) la pomme attire la Lune
• f) la Lune attire la pomme

Question 5 : explique le lien qui existe entre la chute d’une pomme et la lune qui tourne autour

Question 6 : pourquoi dit-on de cette loi qu’elle est universelle ?

• a) parce qu’elle se situe dans l’univers
• b) parce qu’elle concerne tous les objets ayant une masse
• c) parce que le studio “universal” a fait un film pour expliquer cette loi
• d) parce que le deuxième prénom de Isaac Newton était “universel”

Question bonus : on dit qu’Isaac Newton a fait une expérience de pensée lorsqu’il dit “si on lance la pomme suffisamment fort, elle ferait le tour de la Terre”. Explique ce que veut dire “expérience de pensée”

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2ème partie : comprendre la loi de l’attraction universelle

Regarde la vidéo : la gravité selon Newton puis réponds aux questions

Question 1 : qu’est ce que la gravitation d’après Isaac Newton ?

Question 2 : la force d’attraction universelle est une force …

• a) attractive
• b) répulsive
• c) de contact
• d) à distance

Question 3 : dans quels cas, la force d’attraction entre l’objet A et l’objet B devient plus grande ?

• a) si un des deux objets devient plus massif
• b) uniquement si les deux objets sont plus massifs
• c) uniquement si l’objet A devient plus massif
• d) si les deux objets se rapprochent
• e) si les deux objets s’éloignent

Question 4 : que faut-il faire pour mettre un satellite en orbite ?

• a) Le lancer suffisamment fort pour qu’il échappe a la gravitation de la Terre
• b) Le lancer suffisamment fort pour compenser la force d’attraction universelle
• c) le lancer verticalement très fort

Question 5 : quels sont les “synonymes” de la force de gravitation universelle ?

• a) la gravité
• b) la force d’attraction universelle
• c) la gravitation
• d) l’interaction gravitationnelle
• e) la lévitation universelle

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3ème partie : comprendre  et utiliser la relation mathématique de la loi de la gravitation universelle

Regarde la vidéo CALCUL d’une FORCE d’interaction gravitationnelle puis réponds aux questions

Question 1 : de quoi dépend la valeur de la force de gravitation universelle ?

• a) de la masse de l’objet A
• b) du poids de l’objet A
• c) de la taille de l’objet A
• d) de la masse de l’objet B
• e) du poids de l’objet B
• f) du volume de l’objet B
• g) de la distance entre les objets A et B
• h) de la distance entre les objets A et B et la Terre

Question 2 : complète les phrases suivantes

La force est ………………………………… aux produits des……….…………………….. et inversement proportionnelle au ………………………….de la…………………………… .
On retient plus simplement : plus la …………………………………des objets est grande , plus la force……………………………………. et plus la distance entre les objets augmente , plus la force…………………….. .

Question 3 : Il est indispensable de retenir les unites utilisees dans cette formule. Complète lesphrases suivantes :

• L’intensité de la force s’exprime en ……………………… (N) .
• Les masses s’expriment en ……………………………(………. ) .
• La distance s’exprime en …………………………….. (…… )

Question 4 : que représente G dans cette formule ?

• a) la gravité
• b) la constante gravitationnelle
• c) la 7eme lettre de l’alphabet
• d) une constante dont la valeur et l’unité seront données dans l’énoncé.

Question 5 : que représente FS/T?

• a) la force exercée par le Soleil sur la Terre
• b) la force exercée par la Terre sur le Soleil

Question 6 : quelles sont les deux erreurs les plus fréquentes quand on utilise cette formule ?

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4ème partie : résoudre un exercice

question 1 : selon le même modèle que l’exercice présenté dans la vidéo précédente, calcule la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune.

Remarques :

• – Si tu as trouvé comme réponse “7,61 x 10puissance27“, alors tu as oublié le carré de la distance. Refais ton calcul !
• – Si tu as trouvé comme réponse ” 1,98 x 10puissance26“, alors tu as oublié le convertir les unités de distance.Refais ton calcul !
• – Si tu as trouvé comme réponse “7,61 x 10puissance31   “, alors tu as oublié le carré de la distance ET la conversion des unités. Refais ton calcul !
• – Si tu as trouvé comme réponse “1,98 x 10 puissance 42“, alors tu t’es trompé dans les puissances de 10 en utilisant ta calculatrice. Refais ton calcul

Question 2 : Sans faire de calculs, donner la valeur de la force gravitationnelle exercée par le Lune sur la Terre.