Gravitation 2022

RéutiliseR

De la chute des corps à la loi de gravitation universelle

LA GRAVITATION

Canon de Newton

Introduction :

Les caractéristiques de la force de gravitation

Compléter le texte à trou et le tableau avec

Compléter l'encadré et le texte à trous avec les animations :

La loi universelle de la gravitation

De quoi dépend la force de graviation ?

puis

Remplir le premier formulaire

Remplir le formulaire pour le point sur ce que vous avez appris

Calculer en utilisant la loi de gravitation universelle

Apprendre à utiliser la loi de gravitation universelle en cliquant sur

Remplir le deuxième formulaire

Remplir le formulaire pour faire le point sur ce que vous savez faire puis compléter l'encadré "Les erreurs à ne pas commettre"

Faire l'application numérique sur son cahier. Possibilité de consulter la correction vidéo en cliquant sur

exercice d'application corrigé

La gravitation

INDEX

Les caractéristiques de la force de gravitation

De quoi dépend la force de gravitation ?

Le canon de Newton

La loi de gravitation universelle

Exercice d'application corrigé

Calculer en utilisant la loi de gravitation universelle

Le Canon de Newton

La légende veut que ce soit en observant la chute d'une pomme dans un jardin que Newton eut l'idée de sa théorie de la gravitation universelle. Comme la pomme, la Lune devrait tomber sur la Terre, mais son mouvement la fait perpétuellement tomber « à côté» de la Terre. Pour se représenter ceci, imaginons un boulet de canon tiré avec une vitesse croissante en négligeant les frottements de l'air. On augmentera progressivement la vitesse d'ejectionjusqu'à ce le boulet soit satellisé. Newton en a déduit que c'est le même phénomène qui fait tomber la pomme et qui maintient la Lune sur son orbite. Sans elle, la Lune partirait en ligne droite.

Compléter le texte ci-dessous : Selon Newton, l'action qui est à la fois à l'origine de la chute de la pomme et de la révolution de la Lune autour de la Terre est la . Faire varier la vitesse du canon sur l'animation puis compléter les phrases : Lorsque le boulet de canon a une vitesse trop faible, . Lorsque la vitesse du boulet de canon est trop élevée, . Lorsque le boulet de canon est lancé à la bonne vitesse, .

• gravitation
• force centrifuge
• rotation
• vitesse

ETAPE SUIVANTE

• le boulet retombe sur Terre
• le boulet quitte l'orbite de la Terre
• le boulet reste en orbite et repasse par le point de départ

• le boulet quitte l'orbite de la Terre
• le boulet retombe sur Terre
• le boulet reste en orbite et repasse par le point de départ

XX

Nombre de réponses correctes

• le boulet reste en orbite et repasse par le point de départ
• le boulet retombe sur Terre
• le boulet quitte l'orbite de la Terre

XX

Nombre de réponses erronées

Le Canon de Newton (Suite)

On dit que la Lune est en chute libre car elle ne subit qu'une seule : l'attraction exercée par la Terre sur la Lune. Cette attraction fait perpétuellement la Lune sur la Terre. Pourtant, la Lune n'atteint jamais la Terre. En effet, elle se déplace dans l'espace à la bonne . Sans l' de la Terre, elle continuerait à se déplacer dans l'espace en ligne droite tant qu'elle n'est pas soumise à une action qui modifierait son mouvement. Si la de la Lune était plus faible, elle finirait par s'écraser sur Terre. Si elle était plus élevée, elle partirait dans l' .

Les caractéristiques de la force de gravitation

BRAVO !Passer à la 2e partie :

VALIDER

Les caractéristiques de la force de gravitation

Compléter le texte à partir de l'animation Modèle

On représente la force de gravitation par .Le point d'application de la force de gravitation exercée par la Soleil sur la Terre est .La direction de la force de gravitation exercée par la Soleil sur la Terre est .Le sens de la force de gravitation exercée par la Soleil sur la Terre est .On voit que la force de gravitation augmente à .

• une flèche
• un point
• une droite
• une direction
• un sens
• un dynamomètre

• le centre de la Terre
• le centre du Soleil
• le point à mi-distance entre le Soleil est la Terre

• la droite passant par le centre de la Terre et le centre du Soleil
• vers le centre de la Terre
• vers le centre du Soleil

• vers le centre du Soleil
• la droite passant par le centre de la Terre et le centre du Soleil
• vers le centre de la Terre

• la longueur de la flèche qui augmente
• la longueur de la flèche qui diminue
• la flèche qui change de sens
• au point d'application qui se rapproche

XX

Nombre de réponses erronées

XX

Nombre de réponses correctes

Question suivante

Les caractéristiques de la force de gravitation

Coche les bonnes réponses

On représente la force de gravitation par une flèche .Le point d'application de la force de gravitation exercée par la Soleil sur la Terre est le centre la Terre .La direction de la force de gravitation exercée par la Soleil sur la Terre est la droite passant par le centre du Soleil et le centre de la Terre .Le sens de la force de gravitation exercée par la Soleil sur la Terre est vers le centre du Soleil .On voit que la force de gravitation augmente à la longueur de la flèche qui augmente.

Que peut-on dire de la force exercée par le Soleil sur la Terre et de la force exercée par la Terre sur le Soleil ?

Les deux forces ont les mêmes points d'application

Les deux forces ont des points d'application différents

Les deux forces ont la même direction

Les deux forces ont des directions différentes

Les deux forces ont le même sens

Les deux forces ont des sens opposés

Les deux forces ont la même valeur

Compléter le texte à trou et le tableau du début de la feuille d'activité puis passer au 3)

De quoi dépend la force de graviation universelle ?

Les deux forces n'ont pas la même valeur

VALIDER

De quoi dépend la force de gravitation qui s'exerce entre deux objets?

Dans cette animation, il est possible d'éloigner ou de rapprocher les boules. On peut aussi faire varier la masse de chaque boule. Au départ les boules ont des volumes différents. On peut faire varier le volume en cochant "Taille constante". Elles auront alors le même volume. La valeur de chaque force est affichée.

1. Après avoir utilisé l'animation, je peux dire que la force de gravitation dépend :

du volume des deux objets

de la vitesse des deux objets

de la distance entre les deux objets

Passer à la question suivante

de la masse des deux objets

VALIDER

De quoi dépend la force de gravitation qui s'exerce entre deux objets?

1. Après avoir utilisé l'animation, je peux dire que la force de gravitation dépend

de la distance des deux objets

et de la masse des deux objets.

2. Choisir les affirmations correctes

Lorsque la masse augmente la force augmente

Lorsque la masse augmente la force diminue

Lorsqu'une masse est multipliée par deux, la force est multipliée par deux

Lorsqu'une masse est multipliée par deux, la force est multipliée par quatre

Lorsque la distance est multipliée par deux, la force est divisée par quatre

Lorsque la distance est multipliée par deux, la force est divisée par deux

Lorsque la distance augmente la force augmente

Lorsque la distance augmente la force diminue

Passer à la suite

La loi de gravitation universelle

VALIDER

La gravitation

Comment s'écrit la loi de gravitation universelle s'exerçant entre deux objets A et B? G est une constante appelée constante universelle de gravitation et vaut

6,67 x 10-11 m².N/kg2

FA/B = G x mA x mBx d²

FA/B =Gxd/(mAxmB)

FA/B = G x mA x mB/d

FA/B = G x mA x mBxd

FA/B= G x d²/(mA x mB)

FA/B = G x mA x mB/d²

La gravitation

Comment s'écrit la loi de gravitation universelle s'exerçant entre deux objets A et B? G est une constante appelée constante universelle de gravitation et vaut

6,67 x 10-11 m².N/kg2

FA/B = G x mA x mBx d²

FA/B =Gxd/(mAxmB)

FA/B = G x mA x mB/d

FA/B = G x mA x mBxd

FA/B= G x d²/(mA x mB)

FA/B = G x mA x mB/d²

Propositions de réponses

B. 3.24 x 1062 N

C. 4,17 x 1023 N

A. 4,17 x 1029 N

D. 3,24 x 1068 N

E. 3,24 x 1038 N

F. 3,24 x 1035 N

G. Autre ?

Application numérique :

On s'intéresse au système Soleil-Jupiter, pour lequel on donne : Distance moyenne entre les centres du Soleil et de Jupiter : D = 7,78 x 108 km Masse du Soleil : MS = 1,99 x 1030 kg Masse de Jupiter : MJ = 1,90 x 1027 kg Constante de la gravitation universelle : G=6,67 x 10-11 N.m²/kg² On suppose que ces astres sont à répartition sphérique de masse.1. En utilisant les notations de l’énoncé, donner l’expression littérale de l'intensité de la force gravitationnelle exercée par le Soleil sur Jupiter. (Chercher l’expression générale dans votre cours ) 2. Calculer la valeur de cette force (vous arrondirez au 2e chiffre après la virgule)Dans la page suivante, cliquer sur votre réponse

Aide pour l'utilisation de la calculatrice

Réponses

Réponse A

Réponds aux questions pour corriger ton erreur :

1 . Choisir les unités dans le système international L'unité de la masse dans le système international est le L'unité de distance dans le système international est le L'unité de force dans le système international est le 2 . Données de l'énoncéDans l'énoncé, les masses sont données en Dans l'énoncé, la distance est donnée en La grandeur de l'énoncé dont l'unité ne respecte pas le système international est la

• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• mètre
• kilogramme
• gramme
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• newton
• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• kilonewton

• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• kilomètre
• kilogramme
• gramme
• mètre
• newton
• kilonewton

ETAPE SUIVANTE

• distance
• masse
• force

XX

Nombre de réponses correctes

XX

Nombre de réponses erronées

Réponse A Suite

3 . Réaliser les conversions suivantes : Attention: dans les réponses, les exposants seront écrits avec ^. Par exemple, 3 x102 s'écrit 3 x10^(2) 5 km = m 10,2 x 102 km = m 5m = km 3,5 x 10-1 m = km 7,78 x 108 km = m

• 5 x 10^(3)
• 5 x 10^(-3)
• 5 x 10^(6)
• 5 x 10^(5)
• 5 x 10^(-2)
• 5 x 10^(-5)

• 10,2 x 10^(5)
• 10,2 x 10^(-3)
• 10,2 x 10^(6)
• 10,2 x 10^(3)
• 10,2 x 10^(-2)
• 10,2 x 10^(-5)

• 5 x 10^(-3)
• 5 x 10^(3)
• 5 x 10^(-4)
• 5 x 10^(5)
• 5 x 10^(-2)
• 5 x 10^(-5)

• 3,5 x 10^(-4)
• 3,5 x 10^(4)
• 3,5 x 10^(2)
• 3,5 x 10^(-3)
• 3,5 x 10^(-2)
• 3,5 x 10^(-5)

4.Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

XX

Nombre de réponses correctes

• 7,78 x 10^(11)
• 7,78 x 10^(10)
• 7,78 x 10^(-11)
• 7,78 x 10^(5)
• 7,78 x 10^(-10)
• 7,78 x 10^(-5)
• 7,78 x 10^(8)

Si tu as besoin de t'entraîner plus sur les conversions clique ici

XX

Nombre de réponses erronées

Réponse B

Tu as fait 2 erreurs Réponds aux questions pour les corriger:

1 . Choisir les unités dans le système international L'unité de la masse dans le système international est le L'unité de distance dans le système international est le L'unité de force dans le système international est le 2 . Données de l'énoncéDans l'énoncé, les masses sont données en Dans l'énoncé, la distance est donnée en La grandeur de l'énoncé dont l'unité ne respecte pas le système international est la

• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• mètre
• kilogramme
• gramme
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• newton
• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• kilonewton

• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• kilomètre
• kilogramme
• gramme
• mètre
• newton
• kilonewton

ETAPE SUIVANTE

• distance
• masse
• force

XX

Nombre de réponses correctes

XX

Nombre de réponses erronées

Réponse B Suite

3 . Réaliser les conversions suivantes : Attention: dans les réponses, les exposants seront écrits avec ^. Par exemple, 3 x102 s'écrit 3 x10^(2) 5 km = m 10,2 x 102 km = m 5m = km 3,5 x 10-1 m = km 7,78 x 108 km = m

• 5 x 10^(3)
• 5 x 10^(-3)
• 5 x 10^(6)
• 5 x 10^(5)
• 5 x 10^(-2)
• 5 x 10^(-5)

XX

Nombre de réponses correctes

• 10,2 x 10^(5)
• 10,2 x 10^(-3)
• 10,2 x 10^(6)
• 10,2 x 10^(3)
• 10,2 x 10^(-2)
• 10,2 x 10^(-5)

XX

Nombre de réponses erronées

• 5 x 10^(-3)
• 5 x 10^(3)
• 5 x 10^(-4)
• 5 x 10^(5)
• 5 x 10^(-2)
• 5 x 10^(-5)

• 3,5 x 10^(-4)
• 3,5 x 10^(4)
• 3,5 x 10^(2)
• 3,5 x 10^(-3)
• 3,5 x 10^(-2)
• 3,5 x 10^(-5)

Aide pour l'utilisation de la calculatrice

• 7,78 x 10^(11)
• 7,78 x 10^(10)
• 7,78 x 10^(-11)
• 7,78 x 10^(5)
• 7,78 x 10^(-10)
• 7,78 x 10^(-5)
• 7,78 x 10^(8)

4. Revoir les vidéos d'aide à l'utilisation (s'attarder sur l'emploi des parenthèses!)

Si tu as besoin de t'entraîner plus sur les conversions clique ici

5.Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

Entrînement aux conversions

Retour aux choix de réponses

Entrînement aux conversions

Retour aux Aides

Réponse E

Tu as fait 2 erreurs Réponds aux questions pour lescorriger:

1 . Choisir les unités dans le système international L'unité de la masse dans le système international est le L'unité de distance dans le système international est le L'unité de force dans le système international est le 2 . Données de l'énoncéDans l'énoncé, les masses sont données en Dans l'énoncé, la distance est donnée en La grandeur de l'énoncé dont l'unité ne respecte pas le système international est la

• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• mètre
• kilogramme
• gramme
• kilomètre
• newton
• kilonewton

• newton
• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• kilonewton

XX

Nombre de réponses correctes

• kilogramme
• gramme
• mètre
• kilomètre
• newton
• kilonewton

XX

Nombre de réponses erronées

• kilomètre
• kilogramme
• gramme
• mètre
• newton
• kilonewton

4.Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

3. Rappel de la formule : Attention à ne pas oublier le carré!

F1/2=F2/1=F=Gxm1xm2/d²

• distance
• masse
• force

Réponse B

1. Quelle est l'unité dans le système international d'une distance ? d'une masse ? d'une force ? 2. Dans l'énoncé, dans quelle unité sont données la masse du Soleil ? La masse de Jupiter? La distance entre la Jupiter et le Soleil? 3. Compléter le tableau suivant : 4. En utilisant les puissances de 10, convertir les valeurs suivantes dans l'unité du système international : 5,65 km = 12 x 102 km = 1650 t= 5. Quelle erreur avez-vous faite selon vous ? 6. Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

Réponse C (suite)

Comment entrer un nombre qui comporte une puissance de 10 dans la calculatrice ? Avec la Texas Instrument Pour entrer le nombre dans la calculatrice il faut utiliser la suite des touches Ou la suite de touches : Avec la Casio Pour entrer le nombre dans la calculatrice il faut utiliser la suite des touches Ou la suite de touches :

5. Calculer 6. Calculer 7. Quelle erreur avez-vous faite selon vous ? 8. Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

Réponse C

Revenir à l'index :

Bravo !

Les questions suivantes sont le prolongement de l'énoncé de l'exercice sur l'interaction gravitationnelle. On verra ça la semaine prochaine !3. Sans souci d'échelle pour les diamètres, représenter le Soleil et Jupiter par deux cercles de centres respectifs S et J, situés, sur le schéma, à 10 cm l'un de l'autre. En tenant compte de l'échelle suivante : 1cm <-> 1,5 x 1023 N, représenter, à l'aide d'une flèche, la force exercée par le Soleil sur Jupiter..4. La masse MU d'Uranus est égale à 8,68 x 1025 kg . La valeur de la force gravitationnelle FS/U qu'exerce le Soleil sur Uranus vaut 1,39 x 1021 NDéterminer la valeur de la distance D' séparant les centres du Soleil et d'Uranus.

Correction

Voir la correction de la question 3 en vidéo :

Réponse C (suite)

Attention, il faut avoir essayé avant de regarder la correction!

Correction

RetOUR

Réponse D

Regarde de nouveau les vidéos d'aide sur l'utilisation de calcultrice. Attarde toi sur l'utilisation des parenthèses

Attention: dans les réponses, les exposants seront écrits avec ^. Par exemple, 3 x102 s'écrit 3 x10^(2)

1. Calculer

6,69 x 10-6

3,82 x 10-5

• 0,175
• 1,75 x 10^(-11)

3.Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

2. Calculer

6,69 x 10-6

3,82

x 10-5

• 1,75 x 10^(-11)
• 0,175

Réponse E

Comment entrer un nombre qui comporte une puissance de 10 dans la calculatrice ? Avec la Texas Instrument Pour entrer le nombre dans la calculatrice il faut utiliser la suite des touches Ou la suite de touches : Avec la Casio Pour entrer le nombre dans la calculatrice il faut utiliser la suite des touches Ou la suite de touches :

5. Calculer 6. Calculer 7. Quelle erreur avez-vous faite selon vous ? (Tes parenthèses étaient mal placées!) 8. Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

Réponse F

Plusieurs erreurs. Corrigeons la principale :Relire la formule. Qu'avez-vous oublié? Retaper à la calculatrice.......... Rappel de la formule générale : 1. Calculer (Pour info tu dois trouver 0,000057100) 2. Calculer (Pour info, tu dois trouver 0,000853515) 3. As-tu compris l'erreur que tu as commise ? (Tu as oublié le carré...) 4. Refaire le calcul de la force et choisir le nouveau résultat sur la page des réponses

F1/2=F2/1=F=Gxm1x m2/d²

Réponse F

Corrigeons une erreurRelire la formule. Qu'avez-vous oublié? Retaper à la calculatrice.......... Rappel de la formule générale : C'est une erreur d'inattention. Mon erreur est :

F1/2 = F2/1 = F = G x m1x m2 /d²

Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

• J'ai oublié le carré
• J'ai oublié de convertir la distance
• J'ai mal mis les parenthèses
• J'ai fait une erreur de frappe

Réponse H

1. Quelle est l'unité dans le système international d'une distance ? d'une masse ? d'une force ? 2. Dans l'énoncé, dans quelle unité sont données la masse du Soleil ? La masse de Jupiter? La distance entre la Jupiter et le Soleil? 3. Compléter le tableau suivant : 4. En utilisant les puissances de 10, convertir les valeurs suivantes dans l'unité du système international : 5,65 km = 12 x 102 km = 1650 t= 5. Quelle erreur avez-vous faite selon vous ? 6. Refaire le calcul après avoir corrigé votre erreur. Puis sélectionner sur la page des réponses votre nouveau résultat.

Réponse I

Plusieurs erreurs. Corrigeons la principale :Relire la formule. Qu'avez-vous oublié? Retaper à la calculatrice.......... Rappel de la formule générale : 1. Calculer (Pour info tu dois trouver 0,000057100) 2. Calculer (Pour info, tu dois trouver 0,000853515) 3. As-tu compris l'erreur que tu as commise ? (Tu as oublié le carré...) 4. Refaire le calcul d ela force et choisir le nouveau résultat sur la page des réponses

F1/2=F2/1=F=Gxm1xm2/d²

Réponse J

Corrigeons l'erreurRelire la formule. Qu'avez-vous oublié? Retaper à la calculatrice.......... Rappel de la formule générale : 1. Calculer (Pour info tu dois trouver 0,000057100) 2. Calculer (Pour info, tu dois trouver 0,000853515) 3. As-tu compris l'erreur que tu as commise ? (Tu as oublié le carré...) 4. Refaire le calcul d ela force et choisir le nouveau résultat sur la page des réponses

F1/2=F2/1=F=Gxm1xm2/d²

Réponse G

Si vous avez bien trouvé 4,17 ou 3,24 mais que vous ne trouvez pas une des puissance de 10 proposées, cela signifie que votre conversion est probablement erronée : Dans ce cas, aller voir l'aide de la réponse A Si c'est le nombre devant la puissance de 10 qui ne correspond pas (n'est ni 4,17, ni 3,24) :Il y a au moins une faute de frappe pour les chiffres. Relire ce que l'on a tapé à la calculatrice.

Aide pour l'utilisation de la calculatrice

Retour vers la liste des réponses :

Aide à l'utilisation de la calculatrice

Dans les vidéos qui suivent, je vous montrer comment taper le calcul ci-contre à la calculatrice :

6,67 x 10-11 x 5,97 x 1024 x 7,35 x1022

F =

(3,84 x 108)²

Avec une calculatrice Texas Instrument

Avec une calculatrice Casio

Aides

Aide à l'utilisation de la calculatrice:

Dans les vidéos qui suivent, je vous montrer comment taper le calcul ci-contre à la calculatrice :

6,67 x 10-11 x 5,97 x 1024 x 7,35 x1022

F =

(3,84 x 108)²

Avec une calculatrice Casio

Avec une calculatrice Texas Instrument

Aide aux conversions de distances :

Entraînement aux conversions

FAISONS LE POINT : REMPLISSEZ LE QUESTIONNAIRE

La gravitation

Juste ! (As-tu compris pourquoi?)

FAISONS LE POINT : REMPLISSEZ LE QUESTIONNAIRE

Exercice d'application corrigé