Chapitre 7
Activité 4 - Tâche complexe
Le poids est-il le même en tout lieu ?
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Compétences : Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral.
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Introduction
Les astronautes américains des missions Apollo qui ont exploré la Lune de 1969 à 1972 portaient des combinaisons dont la masse était proche de 70 kg. Louisa se dit que les astronautes ont suivi un programme de musculation sévère pour supporter une force de 686 N sur les épaules. Jeanne pense que l'effort à fournir était bien moindre, les astronautes s'étant déplacés sur la Lune et non sur la Terre.
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Doc. 1Expression de la force de gravitation.
Un objet A de masse mA subit une attraction de la part d'un objet B de masse mB modélisée par une force : la force de gravitation F = G \dfrac{m_{A} \times m_{B}}{d^{2}}.
- G est appelée la constante gravitationnelle et est égale à 6,7 × 10−11 N.m2/kg2.
- d est la distance entre les deux objets exprimée en m.
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Doc. 2Expression de la force de gravitation exercée par la Terre.
La force de gravitation exercée par la Terre sur un objet de masse m à sa surface porte le nom de poids. Cette force a pour valeur P = m × g.
g est appelé l'« intensité de pesanteur » et est égale à 9,8 N/kg à la surface de la Terre.
g est appelé l'« intensité de pesanteur » et est égale à 9,8 N/kg à la surface de la Terre.
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Doc. 3Rayons et masses de quelques astres du système solaire.
| Rayon (km) | Masse (kg) | |
| Mercure | 2 440 | 3,30 x 1023 |
| Vénus | 6 050 | 4,87 x 1024 |
| Terre | 6 380 | 5,98 x 1024 |
| Lune | 1 740 | 7,35 x 1022 |
| Jupiter | 71 500 | 1,90 x 1027 |
| Saturne | 60 300 | 5,96 x 1026 |
| Uranus | 25 600 | 8,69 x 1025 |
| Neptune | 24 700 | 1,02 x 1026 |
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Ta mission
Afin de savoir qui de Jeanne ou Louisa a raison, calcule la valeur de la force de gravitation exercée par la Lune sur un objet de masse 70 kg posé à sa surface. Tu peux répondre en construisant un algorithme avec le logiciel Scratch, ou faire toi-même un calcul à la main, puis en schématisant les situations sur Terre et sur la Lune avec la même échelle.
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- J'ai compris le lien entre la force de gravitation et le poids.
- J'ai retrouvé les données nécessaires au calcul de la valeur du poids lunaire dans les documents.
- J'ai utilisé la formule pour calculer la valeur P du poids lunaire.
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