Physique-Chimie 2de

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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Identification des espèces chimiques
Ch. 2
Composition des solutions aqueuses
Ch. 3
Dénombrer les entités
Ch. 4
Le noyau de l’atome
Ch. 5
Le cortège électronique
Ch. 6
Stabilité des entités chimiques
Ch. 7
Modélisation des transformations physiques
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Synthèse de molécules naturelles
Ch. 10
Modélisation des transformations nucléaires
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Décrire un mouvement
Ch. 13
Principe d’inertie
3. Ondes et signaux
Ch. 14
Émission et perception d’un son
Ch. 15
Analyse spectrale des ondes lumineuses
Ch. 16
Propagation des ondes lumineuses
Ch. 17
Signaux et capteurs
Méthode
Fiches méthode
Fiches méthode compétences
Annexes
Chapitre 12
Activité 3 - Activité d'exploration

Le voyage de Cassini

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Problématique de l'activité
La sonde Cassini-Huygens a été lancée en 1997 avec l'objectif d'observer au plus près Saturne, ses anneaux et ses satellites. Au cours de son voyage, la sonde a pu observer des variations dans les actions gravitationnelles qu'elle a subies.
De quelle(s) grandeur(s) la force de gravitation dépend-elle ?
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Par intuition

Lister les grandeurs physiques dont pourrait dépendre la force de gravitation.
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Doc. 1
Cassini, Saturne et Jupiter

Avant d'arriver en orbite de Saturne, la sonde a survolé Jupiter. Située à une même distance de leur centre respectif, Cassini était soumise à une force 3,3 fois plus grande de la part de Jupiter que de Saturne.

Placeholder pour Sonde Cassino en approche de SaturneSonde Cassino en approche de Saturne
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Illustration de la sonde Cassini en approche de Saturne.


Donnée(s)
  • m_{\text {Saturne}}= 5,685 \times 1026 kg ;
  • m_{\text {Jupiter}}= 1,899 \times 1027 kg.
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Doc. 2
Force exercée par le Soleil sur la sonde Cassini

Force exercée par le Soleil sur la sonde Cassini
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Au cours de son trajet en direction de Saturne, la sonde Cassini s'est d'abord éloignée puis rapprochée du Soleil.
On a représenté l'allure de la valeur de la force \vec{F} exercée par le Soleil sur la sonde en fonction de la distance d qui les sépare (graphique 1) et l'allure de cette même force en fonction de la variable \dfrac{1}{d^{2}} (graphique 2).
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Point maths
Relation entre des grandeurs

Pour déterminer l'existence de lois mathématiques reliant deux grandeurs physiques, on les représente sur un graphique (une en ordonnée, l'autre en abscisse). La forme la plus simple de relation entre deux grandeurs est la proportionnalité.

Deux grandeurs proportionnelles dessinent une droite qui passe par l'origine. Deux grandeurs a et b proportionnelles sont reliées par l'égalité a=\text{k} · b\text{k} est une constante.
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Supplément numérique

Retrouvez ici faite par la sonde Cassini-Huygens à la surface de Titan.
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Questions
Compétence(s)
VAL : Apprendre une relation entre grandeurs physiques
1. Doc. 1 Justifier par un calcul que la force gravitationnelle F est proportionnelle à la masse de l'objet qui l'exerce.


2. Doc. 2 Déterminer la seconde grandeur à laquelle la force F est proportionnelle.


3. Proposer une expression mathématique de la force gravitationnelle faisant intervenir les grandeurs précédentes.

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Synthèse de l'activité
À quel résultat cette activité permet-elle d'aboutir ? Quelles simplifications ont été faites implicitement pour obtenir ce résultat ?
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