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La Physique-Chimie autrement
P.146-147

La Physique-Chimie autrement


La Physique-Chimie autrement




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Isaac Newton et la mécanique

Nommer une unité avec le nom d’un scientifique est un hommage important. Qu’a fait Isaac Newton pour le mériter ?

1
Voici quelques savants qui ont contribué au développement de la mécanique : Einstein, Archimède, Newton, Galilée et Lagrange. Qui a travaillé avant qui ? Replace-les dans l’ordre chronologique !




Doc. 1
Les apports scientifiques d’Isaac Newton (1642-1727).

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Les apports scientifiques d’Isaac Newton (1642-1727).

Outre ses travaux en optique, en mathématiques et en astronomie, Newton est célèbre pour ses succès en mécanique : il en a posé les trois principes de base. Ils sont en fait la conclusion d’un long travail sur les interactions, en particulier, sur l’interaction gravitationnelle !

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Une expérience d’électrostatique : dévier un filet d’eau !

▸ Étapes de la fabrication : Matériel- Une paille en matière plastique.- Un mouchoir en papier.- Un robinet permettant de faire couler un fin filet d'eau. Retrouve la liste du matériel nécessaire p. 130. Frotte la paille avec le mouchoir. Ouvre le robinet pour faire couler un fin filet d’eau. Approche la paille du filet d’eau sans le toucher. ▸ Des questions à se poser :

1
Peut-on dire qu’il y a eu interaction ?



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Connais-tu l’interaction à distance qui entre en jeu ici ?



3
Essaye de refaire l’expérience sans frotter la paille. Que se passe-t-il ?




Doc. 1
Un fil d’eau très fin rend l’observation plus facile.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Un fil d’eau très fin rend l’observation plus facile.

Explication scientifique

Il y a interaction puisque le filet d’eau est dévié ! L’interaction en jeu ici est dite « électrostatique » : en frottant la paille, on lui arrache des particules électriques. La paille devient chargée électriquement et génère alors une interaction à distance sur les constituants de l’eau. Si on ne frotte pas la paille, l’interaction n’a pas lieu.
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L’assistance gravitationnelle : se propulser, sans se fatiguer !

Avant de le lancer dans l’espace à pleine vitesse, Han calcule la trajectoire du Faucon Millenium avec soin. Toutes les interactions susceptibles d’agir sur le vaisseau sont prises en compte afin d’optimiser l’utilisation des ressources du vaisseau.

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Dessine la trajectoire d’un objet qui tombe par terre après avoir été lâché sans vitesse.



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Dessine la trajectoire d’un objet qu’on lance à l’horizontal et qui retombe au sol.



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Quelle est, à ton avis, la condition que doit remplir le Faucon avant de tourner en s’aidant de l’attraction gravitationnelle ?


Doc. 1
Trajectoire de l’astéroïde 2004 FH le 18 mars 2014.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Trajectoire de l’astéroïde 2004 FH le 18 mars 2014.

Doc. 2
L’assistance gravitationnelle.

L’espace intersidéral ne contient que du vide : le Faucon Millenium y est à l’abri de toute interaction de contact. En revanche, au voisinage d’un astre dont la masse est grande, la gravitation agit et dévie le Faucon en l’attirant. S’il veut aller tout droit, Han doit pousser les réacteurs pour compenser cette attraction. En revanche, s’il veut changer de cap, il peut se servir de ces astres pour tourner sans dépenser d’énergie !

Doc. 3
La mécanique des changements de direction.

Dans l’espace, changer de direction n’est pas facile. D’ordinaire, on « tourne » grâce à une interaction de contact : les pneus avec la route, un gouvernail avec l’eau, la dérive avec l’air. Dans le vide de l’espace, on ne peut appuyer le vaisseau que sur de la matière préalablement embarquée, et en puisant dans les réserves d’énergie. Utiliser l’interaction gravitationnelle pour changer de cap est donc une manière astucieuse de naviguer en étant économe !
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