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1 9. Donne une explication correcte. Corriger les phrases suivantes: a. c est parce que la terre possède un pôle Nord et un pôle Sud magnétique qu elle attire la Lune. Non, c est parce que la terre possède une masse M T = 5,9742x10 24 kg b. Sur la lune les astronautes peuvent faire des bonds car il n y a pas de gravité. Sur la Lune, les astronautes peuvent faire de grands bonds, car la gravité y est plus faible ( 6 fois moins) que sur terre.

2 11. Prévoir ce qui pourrait se produire. Imaginons que la gravitation soit suffisamment forte pour permettre à ces billes A et B de rouler sur le plan horizontal. a A.Choisissez, parmi les schémas suivants, celui qui représente le mieux la suite des évènements, en justifiant votre choix. B b A B c A B d A B C est le schéma b qui convient, car l attraction gravitationnelle est une interaction : A attire B et B attire A, donc les deux billes rouleront l une vers l autre.

3 12. Faire une comparaison. Au lancer du marteau, Manuella MONTBRUN tourne sur elle-même rapidement avant de lâcher le marteau. 1.Dans quel but l athlète tourne-t-elle sur elle-même? Pour donner de la vitesse au marteau. 2.Par quoi le marteau est-il retenu? Par un câble en acier. 3.A quel moment le marteau s éloigne-t-il de l athlète? Lorsque l athlète lâchera la poignée. 4.Quelle différence essentielle existe-t-il avec l interaction attractive qui s exerce entre la Terre et la Lune? Il s agit d une interaction de contact, alors qu entre la Terre et la Lune il s agit d une interaction à distance. 5.L interaction athlète-marteau est une interaction de contact, comment qualifier l interaction Terre-Lune? interaction à distance.

4 13. Classer des interactions ( voir fiche méthode p199) Classer les situations suivantes selon qu il s agit d interaction de contact ou à distance. a.jeanne soulève des petits bouts de papier avec une règle en plastique frottée sur son pull en laine ( ou sur les cheveux ). I à D b. L antenne parabolique pointe sur le satellite Canalsat. I.D c. Au tir à la corde,l équipe de 3 a battu celle des professeurs. I.C d. Grand-mère récupère une épingle à tête tombée sous un meuble grâce à un aimant? Interaction à distance ( magnétique) e.mathias aide son père à pousser la voiture en panne d essence. I.C f. Lorsqu elle brosse ses cheveux, Sarah constate qu ils viennent se coller à son peigne. interaction à distance( électrostatique).

5 14. Préciser l influence de la distance. Les deux masses suspendues en M et N s attirent ( les angles ont été exagérés sur le schéma)..reproduisez et compléter le schéma dans le cas où les deux masses sont suspendues en P et Q. P M N Q α α > β α β β Les points d attache P et Q étant plus éloignés, l attraction gravitationnelle entre les deux masses sera plus faible donc les deux pendules seront moins inclinés, l angle diminue.

6 18. Comparaison de deux interactions Voici deux situations où deux objets sont soumis à une interaction: deux billes reliées par un ressort tendu (a) et le système Terre-Lune (b) (a) (b) 1.Quelle similitude y a t-il entre les deux situations? Les deux interactions sont attractives. 2.Quelles sont les différences, en particulier pour ce qui concerne la distance qui les sépare? Ressort: interaction de contact qui devient plus forte ( faible ) quand la distance augmente ( diminue) Terre-Lune : interaction à distance qui devient plus faible ( forte) quand la distance augmente ( diminue).

7 19. Quelle trajectoire? Un astéroïde se rapproche de la terre suivant la ligne en pointillée. Il est soumis à son interaction gravitationnelle.parmi les trajectoires suivantes de l astéroïde, quelles sont celles qui sont impossibles? Astéroïde a b Les trajectoires a et d sont impossibles, car il y aurait répulsion, alors que l interaction gravitationnelle est toujours attractive. c d

8 20. Le modèle planétaire de l atome. Au début du XX e siècle, Jean Perrin(F),Ernest Rutherford(D), puis Niels Bohr(D) proposent un modèle planétaire d atome; des atomes gravitent autour d un noyau chargé positivement. 1.Expliquez pourquoi on a donné à ce modèle d atome le nom de «planétaire»:quelles analogies peut-on faire entre ce modèle d atome et le système solaire. L électron tourne autour du noyau comme les planètes tournent autour du Soleil : les deux interactions se font à distance et toutes deux diminuent lorsque la distance augmente. 2.Quelle est la nature des interactions entre le noyau et les électrons d une part et les astres du système solaire d autre part ( FM p199). L interaction entre le noyau et les électrons est de nature électrique, celle entre les astres du système solaire est de nature gravitationnelle

9 22. Les lois de Kepler. Au début du XVII e siècle, l astronome J. Kepler(D) établit des lois qui gouvernent le mouvement des planètes autour du soleil. En particulier la 3 eme loi relie les périodes orbitales T des planètes autour du soleil au rayons R de leurs orbites. Terre: T R t =150x10 6 t =365,25j, km. Mars:T m =687j, R m =228x10 6 km Vénus: T v =224,7j, R v =? 1. En conservant le temps en jours et les distances en 10 6 km: *Pour la Terre, T 2 t /R t3 = 0,0395 *Pour Mars, T m2 /R m3 = 0, Pour Vénus, si on garde T 2 v /R v3 = 0,0395, on en déduit R v3 = T 2 t / 0,0395 = (224,7) 2 / 0,0395 = (108) 3 Le calcul donne R v = 108 millions de kilomètres. C est bien cette valeur que fournit une encyclopédie. T 2 2 = T 1 R 3 R = Cte 3 1

10 23ab. Interactions plus au moins fortes. La force F d interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s exprime par la relation: M x m F = G x où G= 6,67x N x m 2 x kg -2 d 2 est la cte gravitationnelle Voici quelques situations où deux masses s attirent. a M d m b M m d/2 F b =G x M x m =G x M x m (d/2) 2 (d 2 = Gx M x m 4 =4xF /4) d 2 Interaction b quatre fois celle de a: F b = 4x F

11 23C. Interactions plus au moins fortes. La force F d interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s exprime par la relation: M x m F = G x où G= 6,67x N x m 2 x kg -2 d 2 est la cte gravitationnelle Voici quelques situations où deux masses s attirent. a M d m c M/2 d m F c = Gx (M/2) x d 2 m = Gx M x m 2d 2 Interaction c est la moitié de celle de a: F c = F / 2 = F 2

12 23d. Interactions plus au moins fortes. La force F d interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s exprime par la relation: M x m F = G x où G= 6,67x N x m 2 x kg -2 d 2 est la cte gravitationnelle Voici quelques situations où deux masses s attirent. a M d m d M 2xm d/2 F d =Gx M x 2xm (d/2) 2 2xM x m =G x (d2 /4) M x m =8xG x Interaction d est huit fois celle de a: F d = 8x F d 2 = 8x F

13 23e. Interactions plus au moins fortes. La force F d interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s exprime par la relation: M x m F = G x où G= 6,67x N x m 2 x kg -2 d 2 est la cte gravitationnelle Voici quelques situations où deux masses s attirent. a M d m e M 2xd m F e = Gx M x m (2xd) 2 = Gx M x m 4xd 2 1 = Gx M x m x 4 d 2 Interaction e est quatre fois plus petite que a: F e = F / 4 = F 4

14 23f. Interactions plus au moins fortes. La force F d interaction gravitationnelle entre deux masses M et m dépend de la valeur de ces masses et de la distance d qui les sépare. Elle s exprime par la relation: M x m F = G x où G= 6,67x N x m 2 x kg -2 d 2 est la cte gravitationnelle Voici quelques situations où deux masses s attirent. a M d m e M 2xd m F f = Gx M x 4xm (2xd) 2 Gx M x 4xm = 4xd 2 4 = Gx M x m x 4 d 2 Interaction f est équivalente à celle de a: = F F f = F 3. L attraction est 9 fois plus faible si la distance est triplée ou si la masse M (ou m) est divisée par 9. Il existe d autres possibilités.

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