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La Physique-Chimie autrement
P.168-169

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La Physique-Chimie autrement


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Galilée, père de la physique moderne

Astronomie, mécanique, optique… l’apport de Galilée (1564-1642) est immense, et couvre de nombreux domaines. Il a su adopter une approche nouvelle et remettre en question toute la physique de son époque.

1
Dans l’énoncé de la loi du mouvement de Galilée, quels sont les éléments qui, n’étant pas observables sur Terre, ont réclamé une grande capacité d’abstraction ?



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Doc. 1
Galilée est le premier à comprendre l’importance de l’approche mathématique pour construire la physique.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Galilée est le premier à comprendre l’importance de l’approche mathématique pour construire la physique.

L’Univers [...] est écrit dans la langue des mathématiques, ses caractères sont des triangles, des cercles et d’autres figures géométriques, sans l’intermédiaire desquels il est impossible d’en comprendre humainement le sens.

Galilée (1564-1642), L'essayeur, 1623.

Doc. 2
Galilée : un champion de l’abstraction.

Par un effort d’abstraction remarquable, il sait dégager les lois essentielles en allant au-delà des apparences. [...] Galilée montre que si l’on cesse toute action sur un corps en mouvement rectiligne uniforme, il continue à se déplacer selon un mouvement rectiligne uniforme.

J.-C. Boudenot, Histoire de la Physique et des physiciens, 2001, Ellipses.
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Réglage des réacteurs au décollage

Lorsqu’il décolle, le Faucon Millenium doit suivre des instructions précises de vitesse et de trajectoire, directement données par la tour de contrôle de la planète sur laquelle il se trouve. Dans ces conditions, le réglage des réacteurs peut-il être le même à chaque décollage ?

1
Que vaut le poids en kilonewtons du Faucon Millenium et de son chargement sur les différentes planètes présentées ici ?



2
Quelle poussée maximale peuvent produire ensemble les réacteurs du Faucon Millenium ?



3
Quel pourcentage de cette poussée faut-il utiliser pour faire un vol stationnaire à la surface de chacun de ces astres ?



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Doc. 1
Le minimum pour pouvoir décoller.

Quelle que soit la planète sur laquelle il se trouve, le Faucon Millenium est soumis à son poids. Dans un premier temps, c’est cette action que les réacteurs doivent compenser pour faire décoller le vaisseau mythique.
Tu as appris dans ce chapitre que la constante de la gravitation g dépend de la planète sur laquelle on se trouve. L’objectif est ici d’aider le capitaine Solo à ajuster la poussée de ses réacteurs pour mettre son vaisseau en vol stationnaire, c’est-à-dire simplement compenser son poids.

Doc. 2
Intensité de la pesanteur à la surface de quelques astres de la galaxie Star Wars.

Planète Rayon (en km) Valeur de g (N/kg) Masse de fret embarqué (tonnes)
Étoile de la mort 375 0,85 1,5
Kamino 10 000 15 25
Lune d'Endor 2 500 3,2 50
Coruscant 6 120 9,5 35

Doc. 3
Quelques données pour un décollage.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Quelques données pour un décollage.

Pour soulever le fret embarqué et les 50 tonnes du vaisseau, Han dispose de dix réacteurs pouvant produire chacun une poussée de kilonewtons. Pour se mettre en vol stationnaire, il doit régler les réacteurs de sorte qu’ils compensent exactement le poids du vaisseau.
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Mesure l’intensité de la pesanteur avec ton smartphone !

▸ Étapes de la fabrication :

Matériel :

- Un smartphone connecté.
- Une application permettant de déterminer l’intensité de la pesanteur g.

Recherche une application sur ton smartphone en utilisant les mots clés « Gravity Meter » et installe-la.
Note la valeur mesurée quand ton smartphone est immobile.
Si tu voyages, note si cette valeur change ou non ailleurs sur Terre.

▸ Des questions à se poser :

1
Pour quelle fonctionnalité ton smartphone a-t-il besoin de détecter la pesanteur terrestre ?



2
Que vaut environ l’intensité de la pesanteur g ? Cette valeur change-t-elle à la surface de la Terre ? Quels autres facteurs peuvent faire changer g ?



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Doc. 1
La planète Terre.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> La planète Terre.

Explication scientifique

Les smartphones ont besoin de savoir où est la verticale afin d’afficher l’écran dans le sens horizontal ou vertical. g vaut environ 9,8 N/kg. Cette valeur change faiblement en fonction de l’altitude (0,001 N/kg pour 3 000 m) et de la latitude, la Terre n’étant pas tout à fait sphérique.
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