Physique-Chimie Terminale Spécialité

Rejoignez la communauté !
Co-construisez les ressources dont vous avez besoin et partagez votre expertise pédagogique.
Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 13
Exercices

Pour s'échauffer - Pour commencer

12 professeurs ont participé à cette page
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

Pour commencerDifférenciationPour s'entraîner
Savoir utiliser les trois lois de Kepler
Savoir déterminer les caractéristiques de \vec{v} et \vec{a} d'un satellite
Savoir identifier les propriétés d'un satellite géostationnaire
Savoir établir et exploiter la troisième loi de Kepler
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Pour s'échauffer

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

5
Trajectoire d'Uranus

Lors de sa révolution, Uranus passe au plus près du Soleil à une distance de 2{,}74 \times 10^{12} m et au plus loin à une distance de 3{,}00 \times 10^{12} m.

Caractériser la nature de l'orbite d'Uranus.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

6
Interaction gravitationnelle terrestre

Avec la mission Proxima, Thomas Pesquet est le dixième Français à s'être rendu à bord de la Station spatiale internationale (ISS), située à une altitude h considérée constante et voisine de 400 km.

1. Schématiser la trajectoire de l'ISS en orbite autour de la Terre en indiquant le rayon terrestre et l'altitude h.
Cliquez pour accéder à une zone de dessin
Cette fonctionnalité est accessible dans la version Premium.

2. Après avoir représenté la force \vec{F}_{\mathrm{T} / \mathrm{ISS}} exercée par la Terre sur l'ISS, donner l'expression littérale de cette force en précisant les unités de chaque grandeur.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

7
Cérès, plus petite planète naine

Cérès se situe dans la ceinture principale d'astéroïdes. Depuis 2008, elle est classée comme une planète naine, intermédiaire entre un astéroïde et une planète.

D'après la première loi de Kepler, préciser comment se déplace la planète naine Cérès par rapport au Soleil.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

8
Influence du rayon de l'orbite sur la vitesse

1. Rappeler les caractéristiques d'un mouvement circulaire uniforme.

2. Exprimer la vitesse orbitale v d'un satellite en fonction du rayon r de son orbite et de sa période de révolution T.

3. En déduire l'évolution de v si r est divisé par 4.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

9
Mars et ses satellites

Phobos et Déimos décrivent une trajectoire circulaire autour de Mars. Phobos se déplace suivant une orbite de rayon r_{\mathrm{p}}=9{,}38 \times 10^{3} km avec une période de révolution T_{\mathrm{P}}=0{,}32  j. La période de Déimos est de T_{\text{D}}=1{,}26 j.

1. Énoncer la troisième loi de Kepler.

2. En déduire le rayon r_{D} de l'orbite de Déimos.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

10
Modèle de la trajectoire circulaire

Dans le cas d'une orbite circulaire, préciser la relation entre la valeur de la vitesse et celle de l'accélération.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Pour commencer

Première et deuxième lois de Kepler

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

11
Astéroïde Rhea Sylvia II Rémus - 2005

APP : Faire des prévisions à l'aide d'un modèle

On s'intéresse à l'astéroïde Rhea Sylvia décrivant une orbite elliptique autour du Soleil selon le schéma ci‑contre.

Chapitre 13 - Exercice 11 - Astéroide Rhea Sylvia II Rémus - 2005
Le zoom est accessible dans la version Premium.

1. Justifier la position du Soleil indiquée sur le schéma ci‑dessus en citant la loi de Kepler utilisée.

2. On suppose que les durées de parcours entre les points \text{M}_{1} et \text{M}_{1}{^\prime}, puis \text{M}_{2} et \text{M}_{1}{^\prime} sont égales. En utilisant une des lois de Kepler, donner la relation existant entre les aires A_1 et A_2.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

12
Comète 2P/Encke - 1786

APP : Faire un schéma

La comète de Encke est la seconde comète périodique découverte en 1786 après celle de Halley. Elle possède une période de révolution T_{\mathrm{H}}=3{,}3 a. Tout comme les autres objets célestes du système solaire, elle gravite autour du Soleil selon une orbite elliptique.

Placeholder pour Chapitre 13 - Exercice 12 - Comète 2P/Encke - 1786Chapitre 13 - Exercice 12 - Comète 2P/Encke - 1786
Le zoom est accessible dans la version Premium.

1. Schématiser la trajectoire de la comète autour du Soleil, sans souci d'échelle, en indiquant la position du périhélie \text{P} (point le plus proche) et de l'aphélie \text{A} (point le plus éloigné).
Cliquez pour accéder à une zone de dessin
Cette fonctionnalité est accessible dans la version Premium.

2. Illustrer la loi des aires sur le schéma précédent.

3. Préciser comment évolue la vitesse de la comète.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Caractéristiques du mouvement

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

13
Rencontre de la sonde Cassini avec Saturne

REA : Utiliser un modèle

Lors de sa mission d'exploration, la sonde européenne Cassini‑Huygens a livré les premiers clichés de Saturne, noté \text{S}, de ses anneaux et de ses nombreux satellites, dont Titan, noté \text{T}, le plus grand, de masse M. On considérera que son centre décrit une trajectoire circulaire autour de Saturne.

1. Représenter qualitativement sur un schéma Saturne, Titan et la force de gravitation appliquée sur Titan.
Cliquez pour accéder à une zone de dessin
Cette fonctionnalité est accessible dans la version Premium.

2. Donner l'expression vectorielle de cette force.

3. Exprimer l'accélération vectorielle de Titan en précisant la loi utilisée. Préciser ses caractéristiques.

4. Montrer que le mouvement de Titan est uniforme.

5. Montrer que l'expression de la vitesse orbitale de Titan autour de Saturne est v_{\mathrm{T}}=\sqrt{\frac{G \cdot M_{\mathrm{S}}}{r_{\mathrm{T}}}}. Calculer sa valeur.

Histoire des sciences
G. D. Cassini (1625‑1712), d'origine italienne, dirigea l'Observatoire de Paris sous Louis XIV. Il est connu, entre autres, pour la découverte de la grande tache rouge de Jupiter (1665), de quatre satellites de Saturne (1671‑1684) et de la division des anneaux (1675) qui porte son nom.

Données

  • Constante de gravitation universelle : G=6{,}67 \times 10^{-11} m3·kg-1·s-2
  • Rayon de l'orbite de Titan : r_{\text{T}}=1{,}22 \times 10^{6} km
  • Rayon de Saturne : R_{\text{S}}=5{,}8 \times 10^{4} km
  • Masse de Saturne : M_{\text{S}}=5{,}69 \times 10^{26} kg
  • Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    14
    Station spatiale internationale (ISS)

    APP : Faire un schéma

    La Station spatiale internationale est occupée en permanence depuis sa mise en place en 1998. Elle est consacrée à la recherche scientifique dans l'environnement spatial. Elle se déplace à une altitude moyenne de 400 km au‑dessus de la surface de la Terre.

    1. Calculer la distance parcourue par la station au cours d'une seule révolution autour de la Terre.

    2. En déduire la période de révolution de la station si sa vitesse moyenne est environ V_{\mathrm{ISS}}=27\,600 km·h-1.

    Donnée

  • Rayon de la Terre : R_\text{T} =~6\,370 km
  • Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    Supplément numérique

    Visionnez la Terre depuis l'ISS .
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    Satellite géostationnaire

    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    15
    Alphasat, satellite géostationnaire européen

    REA : Utiliser un modèle

    Le satellite Alphasat a été mis en orbite géostationnaire par la société Arianespace depuis Kourou en 2013. Il a pour but d'assurer des missions de télécommunications. Il se déplace suivant une trajectoire supposée circulaire de rayon r et possède une masse m.

    Placeholder pour Alphasat, satellite géostationnaire européenAlphasat, satellite géostationnaire européen
    Le zoom est accessible dans la version Premium.

    1. Expliquer ce qu'est un satellite géostationnaire.

    2. Préciser le référentiel le plus adapté pour étudier le mouvement du satellite, assimilé à un point ponctuel \text{S}.

    3. Dans le repère de Frenet, retrouver l'expression du vecteur accélération \vec{a}_{\mathrm{s}} de \text{S} tel que sa valeur est égale à a_{\text{s}}=~G \cdot \frac{M_{\text{T}}}{r^{2}}.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    16
    Satellites météorologiques

    COM : Rédiger correctement une résolution d'exercice

    Les surveillances de la prévision à court terme et de l'évolution du climat sont notamment assurées par les satellites météorologiques NOAA et Meteosat. On suppose qu'ils gravitent autour de la Terre en orbite circulaire avec une période de révolution d'environ 1~440 min pour Meteosat et 100 min pour NOAA.

    1. Rappeler la propriété principale d'un satellite géostationnaire.

    2. Rappeler la période moyenne de rotation de la Terre.

    3. En déduire lequel des deux satellites peut être considéré comme géostationnaire.

    Doc.
    Photographie prise par NOAA
    Placeholder pour Chapitre 13 - Exercice 15 -Tempête BorisChapitre 13 - Exercice 15 -Tempête Boris
    Le zoom est accessible dans la version Premium.

    La photographie montre la rencontre entre la tempête Boris et Christina en juin 2008 dans l'océan Pacifique est.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    Exploitation de la 3e loi de Kepler

    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    17
    Eris, planète naine de la discorde

    APP : Faire des prévisions à l'aide d'un modèle

    Eris est considérée, de même que Pluton, comme une planète naine. Son orbite autour du Soleil est fortement elliptique. Sa période de révolution en année terrestre est T_{\mathrm{E}}=557 a et T_{\mathrm{P}}=248 a pour Pluton.

    1. Énoncer la troisième loi de Kepler.

    2. En déduire si le demi-grand axe de la trajectoire du centre d'Eris est plus grand que celui de Pluton.
    Justifier.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    18
    Callisto, lune de Jupiter

    REA : Utiliser un modèle

    Doc.
    Callisto, lune de Jupiter
    Placeholder pour Callisto, lune de JupiterCallisto, lune de Jupiter
    Le zoom est accessible dans la version Premium.

    Avec Io, Callisto fait partie des satellites naturels de Jupiter que Galilée a observés en 1610. Io gravite autour de Jupiter à une distance r_{\mathrm{Io}}=4{,}0 \times 10^{5} km avec une période de révolution T_{10}=1{,}5 j.

    Déterminer la période de révolution de Callisto sachant qu'elle est 4,5 fois plus éloignée de Jupiter que Io.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    19
    Rencontre entre Dawn et Cérès

    VAL : Respecter le nombre de chiffres significatifs

    En 2015, la sonde spatiale Dawn s'est mise en orbite quasicirculaire autour de la planète naine Cérès. Dawn a alors effectué ses révolutions autour de Cérès, de rayon R = 470 km à une altitude moyenne h = 13\ 500 km en 15 j. On rappelle la 3e loi de Kepler pour un mouvement circulaire uniforme :

    \dfrac{T^{2}}{r^{3}}=\frac{4 \pi^{2}}{G \cdot M_{C}}
  • T : période de révolution de Dawn (s)
  • r : rayon de l'orbite de Dawn (m)
  • G : constante de gravitation universelle égale à G=6{,}67 \times 10^{-11}m3·kg-2·s-2
  • M_\text{C} : masse de Cérès (kg)

  • Déterminer la masse de Cérès.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    Une notion, trois exercices
    Différenciation

    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    Donnée

  • Conversion : 1 u.a. = 1{,}5 \times 10^8 km
  • Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    20
    Astéroïde Hermione

    APP : Extraire l'information utile

    Géocroiseur Toutatis
    Le zoom est accessible dans la version Premium.

    Hermione est un astéroïde qui gravite autour de son astre attracteur à une distance r_{H}=3{,}45 u.a. avec une période de révolution de 6{,}398 a.

    1. Montrer que \frac{T^{2}}{r^{3}}=3{,}0 \times 10^{-19} s2 ·m-3 à l'aide du doc.

    2. Déterminer le rapport \dfrac{T^{2}}{r^{3}}de l'astéroïde Hermione.

    3. En déduire si Hermione gravite autour du Soleil.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    21
    Géocroiseur Toutatis

    RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents

    L'astéroïde Toutatis est considéré comme un géocroiseur, car son orbite est régulièrement proche de celle de la Terre. Sa distance moyenne au Soleil est égale à 2{,}52 u.a. pour une période de révolution de 4{,}01 a.

    1. Comparer le rapport \frac{T^{2}}{r^{3}} du géocroiseur Toutatis avec le coefficient directeur de la droite T^{2}=f\left(r^{3}\right) du doc.

    2. En déduire si Toutatis fait partie du système solaire.
    Géocroiseur Toutatis
    Le zoom est accessible dans la version Premium.
    Afficher la correction
    Ressource affichée de l'autre côté.
    Faites défiler pour voir la suite.

    22
    Intrus

    VAL : Analyser des résultats

    Près de 80 satellites connus gravitent autour de Jupiter.

    Retrouver l'intrus qui s'est glissé dans la liste suivante :

    SatellitePériode \boldsymbol{T}\mathbf{(j)}Rayon de l'orbite \boldsymbol{r}(km)
    Io1{,}84{,}22 \times 10^{5}
    Europe3{,}66{,}71 \times 10^{5}
    Triton5{,}93{,}55 \times 10^{5}
    Callisto16{,}71{,}88 \times 10^{6}
    Afficher la correction

    Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

    Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.

    Oups, une coquille

    j'ai une idée !

    Nous préparons votre pageNous vous offrons 5 essais
    collaborateur

    collaborateurYolène
    collaborateurÉmilie
    collaborateurJean-Paul
    collaborateurFatima
    collaborateurSarah
    Utilisation des cookies
    Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.