Pour mener à bien les missions spatiales, les scientifiques de la NASA doivent prévoir le mouvement des astres vers lesquels ils dirigent leur navette.

Comment peut-on prévoir le mouvement d'un objet ?

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Par intuition

Peut-on prévoir le mouvement de la Lune ?

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Doc. 1
Quelques mouvements

Photographie d'un lancement spatial : une fusée s'élève, projetant une flamme intense et un nuage de fumée.

Situation n° 1. La fusée décolle grâce à la poussée des moteurs.

Photographie de la Terre et de la Lune vues de l'espace, centrée sur l'Amérique du Nord.

Situation n° 2. En première approximation, la Lune tourne autour de la Terre à vitesse constante selon une orbite circulaire.

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Doc. 2
Représentation des positions successives des systèmes

Pour chaque situation, on modélise le système étudié par un point matériel \text{M}. On a représenté les positions successivement occupées par le point matériel ainsi que le vecteur vitesse en différents points.

Situation n° 1. Positions successives de la fusée.

Situation n° 2. Positions successives de la Lune.

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Doc. 3
Le vecteur variation de vitesse

Pour étudier la variation de vitesse entre deux positions successives, on trace le vecteur variation de vitesse. Le vecteur variation de vitesse \Delta \vec{v}_{2} au point \text{M}_2 a pour expression :

\Delta \vec{v}_{2} = \vec{v}_{3} - \vec{v}_{2}

Il s'obtient graphiquement en ajoutant le vecteur \vec{v}_{3} à l'opposé du vecteur \vec{v}_{2} au point \text{M}_2.

➜ Fiche méthode 4, p. 385.

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Questions

Compétence(s)

MATH : Vecteurs

1. Pour chaque situation du doc. 1, définir le système et le référentiel d'étude.

2. Pour chaque situation, tracer :

les vecteurs variation de vitesse \Delta \vec{v}_{2}, \Delta \vec{v}_{4}, et \Delta \vec{v}_{6}, aux points \text{M}_2, \text{M}_4 et \text{M}_6.

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3. Commenter la direction et le sens du vecteur variation de vitesse pour chaque situation.

4. Pour chaque système, quelles sont les forces appliquées ? Donner leur direction et leur sens et les schématiser aux points \text{M}_2, \text{M}_4 et \text{M}_6 sans souci d'échelle.

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5. Comparer le vecteur variation de vitesse \Delta \vec{v} aux vecteurs des forces appliquées.

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Synthèse de l'activité

Connaissant les forces qui s'exercent sur un objet, quelles informations peut-on en déduire quant à son mouvement ? À l'aide de la situation n° 2, proposer des limites à ce modèle.

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p. 256

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Physique-Chimie 1re Spécialité

Mouvements et forces

Par intuition

Doc. 1Quelques mouvements

Doc. 2Représentation des positions successives des systèmes

Doc. 3Le vecteur variation de vitesse

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Doc. 1
Quelques mouvements

Doc. 2
Représentation des positions successives des systèmes

Doc. 3
Le vecteur variation de vitesse