Flashcards : Gravitation universelle et satellites — 47 cartes

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1Question

Quelle est la distance Terre–Lune en ordre de grandeur ?

Réponse

Environ 4×108 m4 \times 10^{8}\ \mathrm{m}.

2Question

Quelle est la distance Terre–Soleil en ordre de grandeur ?

Réponse

Environ 2×1011 m2 \times 10^{11}\ \mathrm{m}.

3Question

Quelle est la distance Soleil–Neptune en ordre de grandeur ?

Réponse

Environ 5×1012 m5 \times 10^{12}\ \mathrm{m}.

4Question

Combien de fois la distance Terre–Soleil est-elle plus grande que Terre–Lune ?

Réponse

Environ 390 fois plus grande.

5Question

Quelle est la distance Terre–Soleil en kilomètres ?

Réponse

Environ 1,5×108 km1,5 \times 10^{8}\ \mathrm{km}.

6Question

Quelle est la plus petite longueur étudiée en astronomie ?

Réponse

Environ 1015 m10^{-15}\ \mathrm{m} pour un proton.

7Question

Quelle est la plus grande longueur étudiée en astronomie ?

Réponse

Environ 1026 m10^{26}\ \mathrm{m} pour le rayon de l’Univers observable.

8Question

Combien d’ordres de grandeur couvrent les longueurs étudiées en astronomie ?

Réponse

Environ 36 ordres de grandeur.

9Question

Que dit la loi de gravitation universelle sur la force entre deux masses ?

Réponse

La force est proportionnelle au produit des masses et inversement au carré de leur distance.

10Question

Quelle formule exprime l’intensité de la force gravitationnelle entre deux masses ?

Réponse

F=GmAmBd2F=G\frac{m_A m_B}{d^2}

11Question

Que stipule la troisième loi de Newton sur les forces entre deux corps ?

Réponse

Elles ont même intensité, même direction et sens opposés.

12Question

Que devient la force gravitationnelle si la distance entre deux masses est doublée ?

Réponse

Elle est divisée par quatre.

13Question

Quelle formule donne l'intensité du champ gravitationnel à la surface d'une planète ?

Réponse

g=GMR2g=G\frac{M}{R^2}

14Question

Comment calcule-t-on le poids d'un objet de masse m ?

Réponse

P=mgP=mg

15Question

Quelle est la cause du poids d'un objet ?

Réponse

L'attraction gravitationnelle exercée par l'astre.

16Question

Quelle est la valeur du champ de pesanteur à la surface de la Lune ?

Réponse

Environ 1,62 N/kg.

17Question

Combien vaut le champ de pesanteur à la surface de la Terre ?

Réponse

9,81 N/kg.

18Question

Quelle fraction du champ de pesanteur terrestre correspond à celui de la Lune ?

Réponse

Environ un sixième.

19Question

Quelle formule donne le champ de pesanteur à l'altitude h ?

Réponse

g(h)=g0RT2(RT+h)2g(h)=g_0\frac{R_T^2}{(R_T+h)^2}

20Question

Quelle est la valeur approximative de g à 10 km d'altitude ?

Réponse

Environ 9,78 N/kg.

21Question

De combien varie g à 10 km d'altitude par rapport au sol ?

Réponse

De moins de 0,3 %.

22Question

Quelle est la valeur de g à 400 km d'altitude ?

Réponse

Environ 8,68 N/kg.

23Question

Quelle est la valeur de g à 35 800 km d'altitude ?

Réponse

Environ 0,224 N/kg.

24Question

Comment varie le champ de pesanteur à l'intérieur d'une sphère homogène ?

Réponse

Il croît linéairement de zéro au centre à g0g_0 à la surface.

25Question

Comment varie le champ de pesanteur à l'extérieur d'une sphère homogène ?

Réponse

Il décroît comme 1/r21/r^2.

26Question

Quelle règle s'applique au nombre de chiffres significatifs dans un calcul multiplicatif ?

Réponse

Le résultat conserve autant de chiffres significatifs que la donnée la moins précise.

27Question

Quelle formule permet de calculer la masse de la Terre ?

Réponse

MT=g0RT2GM_T=\frac{g_0R_T^2}{G}

28Question

Quelle est la masse volumique moyenne approximative de la Terre ?

Réponse

Environ 5,5×103 kg/m35,5\times10^3\ \mathrm{kg/m^3}.

29Question

Comment la masse volumique moyenne de la Terre se compare-t-elle à celle des roches de surface ?

Réponse

Elle est supérieure à celle des roches de surface estimée à 2,7 g/cm³.

30Question

Pourquoi l'incertitude relative liée à la distance peut-elle dominer celle liée à G dans la force gravitationnelle ?

Réponse

Parce que la force dépend de 1/d21/d^2.

31Question

Quelle est la force gravitationnelle totale exercée par plusieurs corps ?

Réponse

La somme vectorielle des forces individuelles.

32Question

Que vaut le champ gravitationnel au milieu de deux masses identiques ?

Réponse

Il est nul car les champs ont même norme et directions opposées.

33Question

Comment se compare le champ extérieur d'une sphère homogène ?

Réponse

Il est identique à celui d'une masse ponctuelle de même masse au centre.

34Question

Quelle est la formule du champ gravitationnel au point P sur la médiatrice ?

Réponse

gP=2Gmh(a2+h2)3/2g_P=\frac{2Gmh}{(a^2+h^2)^{3/2}}

35Question

Quelle formule donne la vitesse orbitale autour d'un astre de masse M ?

Réponse

v=GMrv=\sqrt{\frac{GM}{r}}

36Question

Quelle formule donne la période orbitale autour d'un astre de masse M ?

Réponse

T=2πr3GMT=2\pi\sqrt{\frac{r^3}{GM}}

37Question

Quelle est la masse calculée de la Terre ?

Réponse

Environ 5,99×1024 kg5,99\times10^{24}\ \mathrm{kg}.

38Question

Quelle formule exprime la masse du Soleil à partir de l'orbite terrestre ?

Réponse

MS=4π2d3GT2M_S=\frac{4\pi^2d^3}{GT^2}

39Question

Quelle est la masse du Soleil calculée depuis l'orbite terrestre ?

Réponse

Environ 1,99×1030 kg1,99\times10^{30}\ \mathrm{kg}.

40Question

Quelles sont les caractéristiques d'un satellite géostationnaire ?

Réponse

Il a une période de 24 h et paraît immobile au sol.

41Question

Pourquoi un satellite reste-t-il en orbite autour de la Terre ?

Réponse

Sa vitesse tangentielle et l’attraction gravitationnelle produisent une chute libre permanente.

42Question

Quelle formule donne la position du point où les champs s’annulent dans le système Terre–Lune ?

Réponse

xd=MTMT+ML\frac{x}{d}=\frac{\sqrt{M_T}}{\sqrt{M_T}+\sqrt{M_L}}

43Question

Quelle est la valeur approximative de xd\frac{x}{d} pour le point d’équilibre Terre–Lune ?

Réponse

Elle est d'environ 0,9.

44Question

Quelle est la distance approximative du point d’équilibre Terre–Lune à la Terre ?

Réponse

Environ 3,456×1053,456 \times 10^5 km.

45Question

Le point d’équilibre Terre–Lune est-il plus proche de la Terre ou de la Lune ?

Réponse

Il est plus proche de la Lune.

46Question

Dans le système Terre–Lune–Soleil, de quoi dépend le mouvement apparent de la Lune autour de la Terre ?

Réponse

Du référentiel géocentrique et de la dynamique relative.

47Question

Dans le système Terre–Lune–Soleil, quelle force peut être supérieure sur la Lune ?

Réponse

La force du Soleil sur la Lune peut être supérieure à celle de la Terre.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 21 questions sur Gravitation universelle et satellites.

1. Quelles sont les valeurs approximatives des distances Terre–Lune, Terre–Soleil et Soleil–Neptune ?

2. Entre quelles échelles de longueur s’étend approximativement l’ensemble étudié, du proton à l’Univers observable ?

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