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Qu'est-ce que la force de gravitation ?
P.256

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Activité documentaire


Qu'est-ce que la force de gravitation ?




Compétence

Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral.

Situation de l'activité


La force de gravitation selon Newton

En 1687, Isaac Newton propose un nouveau modèle, qui décrit la chute des objets et le mouvement des planètes comme les conséquences d’une seule et même force universelle : la force de gravitation.

Problématique

Quelles sont les caractéristiques de la force de gravitation et comment relie-t-elle la chute des corps au mouvement des astres ?

Doc. 1
Le modèle de la force de gravitation, proposé par Isaac Newton en 1687.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Le modèle de la force de gravitation, proposé par Isaac Newton en 1687.

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 dont l’intensité est notée FG.

Avec FG : valeur de la force (en N) ;
G : constante gravitationnelle ;
G = 6,7×10-11 N.mƒ2/kg2ƒ ;
mA et mB : masses (en kg) ;
d : distance entre les centres de gravité (en m).

Doc. 2
Un boulet qui tombe… et qui tourne.

En l’absence de frottements avec l’air, un boulet tiré horizontalement à 7 900 m/s par un canon situé à 5 m d’altitude irait suffisamment vite pour que sa chute soit sans fin. En effet, notre planète est ronde et à cette vitesse, la descente du boulet vers le sol aurait la même courbe que la surface terrestre. Le boulet longerait ainsi indéfiniment le sol à 5 m d’altitude.

Pour réussir cette activité

  • J’ai posé et effectué une application numérique.
  • J’ai formulé par écrit le lien établi par Newton entre la chute de l’objet et le mouvement des astres.
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Exercice 1

Exploration et analyse des documents

1
De quelles grandeurs dépend la force de gravitation ? Est-elle attractive ou répulsive ?



2
Calcule la valeur de la force de gravitation que tu exerces sur ton camarade de classe situé à 1 m.



3
Comment appelle-t-on la situation d’un objet en rotation permanente autour d’une planète ?



4
Qu’arriverait-il si l’espace était rempli d’une substance (ex. : de l’air) qui ralentirait peu à peu la Lune dans son mouvement autour de la Terre ?



Synthèse

5
Explique en quelques phrases en quoi la chute des objets et la rotation des planètes autour du Soleil sont des phénomènes semblables.



6
À l’aide des données p. 157 et en prenant une distance Terre-Lune de 384 000 km, calcule puis représente sur un schéma en précisant l’échelle utilisée, la force que la Terre exerce sur la Lune et celle que la Lune exerce sur la Terre.



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