Questionnement :
Cette photographie montre :
a. un lancer de poids
b. un lancer de marteau
c. un lancer de disque
Questionnement :
Les marées sont dues :
a. au Soleil
b. à la Lune
c. aux deux
c. aucun des deux
Questionnement :
Newton a, selon le légende, reçu une pomme sur la tête et a découvert :
a. le poids
b. la gravitation
c. les planètes
Objet d'étude n°2 : La sonde spatiale Rosetta
Activité n°1 : Se rendre sur Chury
Rosetta est une mission spatiale de l’Agence spatiale européenne (ASE/ESA) dont l’objectif principal est de recueillir des données sur la composition du noyau de la comète 67P Churyumov-Gerasimenko et sur son comportement à l’approche du Soleil.
Qu'est ce que la gravitation ?
Pourquoi les planètes tournent-elles autour du Soleil ?
Le lanceur du marteau
La Lune
Le marteau et l'athlète sont-ils en interaction ?
La Lune et la Terre sont-elles en interaction ?
La gravitation s'applique-t-elle partout ?
 La gravitation a dévié la trajectoire de la comète à l'approche de la planète. |
 La comète s'est écrasée sur la planète. |
 La gravitation explique l'existence des galaxies et leurs mouvements. |
Activité n°2 : Action et force
Quelles sont les caractéristiques d'une force ?
La bille d'acier est attirée par l'aimant. La bille se met en mouvement et se rapproche de l'aimant. Cette action est due à une force qui modifie l'état de repos de la bille.
La force possède une direction : dans ce cas, la bille se déplace horizontalement vers l'aimant.
Les aimants sont présentés avec le même pôle de chaque côtés, les aimants se repoussent.
Si l'on inverse le sens d'un des aimants, les aimants s'attirent.
La force a donc un sens (pour une meme direction, il y a deux sens).
Une masse est suspendue à un ressort : ce qui déforme le ressort de 2 centimètres vers le bas.
Deux masses identiques sont suspendues à un ressort : ce qui déforme le ressort de 4 centimètres vers le bas.
Une force possède donc une intensité.
Une force permet de modéliser l'action d'un objet sur un autre.
Isaac Newton
4 janvier 1643 dans le Lincolnshire
31 mars 1727 à Kensington
nationalité : britannique
découverte de la gravité
L'intensité d'une force s'exprime en newton (symbole N). Elle se mesure avec un dynamomètre.
Quels sont les effets d'une force ?
- modifier la vitesse d'un objet ( éventuellement de le mettre en mouvement ou le stopper ),
- modifier la trajectoire d'un objet,
- déformer cet objet.
Comment établir les conditions d'équilibre ?
Un objet est en équilibre lorsque les forces qu'il subit se compensent.
Si un objet n'est soumis qu'à deux forces, alors elles ont :
- la même direction,
- des sens opposés,
- la même valeur
Activité n°3 : A l'approche de Chury
Dans l’espace, si une sonde voyage dans le vide intersidéral, en l’absence de frottements, comment évolue son mouvement : la sonde ralentit, conserve son mouvement, ou accélère ?
Rappels : les caractéristiques du mouvement
La trajectoire d'un point correspond à l'ensemble des positions occupées par ce dernier au cours de son mouvement. On distingue plusieurs types de trajectoire parmi lesquels les plus simples sont :
- La trajectoire rectiligne qui correspond une droite,
- La trajectoire circulaire qui correspond à un cercle.
Lorsque la trajectoire correspond à une courbe qui n'est pas un cercle on parle de trajectoire curviligne.
Un objet en mouvement est aussi caractérisé par sa vitesse.
La vitesse moyenne d'un objet est égale au rapport de la distance parcourue par la durée du parcours.
Dans le système international d'unités, la vitesse s'exprime en mètre par seconde (m/s ou m.s-1).
Mais on utilise couramment le kilomètre par heure (km/h ou km.h-1).
\(\Huge\mathrm{vitesse\; =\; \frac{distance\; parcourue}{temps\; du\; parcours}\; =\; \frac{d}{t}}\)
Cas particuliers de mouvements
Le mouvement rectiligne uniforme : il s'effectue suivant une ligne droite à vitesse constante.
Le mouvement circulaire uniforme : il s'effectue suivant une trajectoire circulaire à vitesse constante.
Le principe d'inertie
Le principe d'inertie fut énoncé par Isaac Newton et on l'appelle aussi «première loi de Newton» :
Lorsqu'un corps est soumis à des forces qui se compensent ou à aucune force alors il est soit au repos soit animé d'un mouvement rectiligne uniforme.
Relativité du mouvement
On appelle référentiel, un objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement.
Activité n°4 : Rosetta, Philae et Chury
Comment définir le poids ?
- sa direction: la verticale
- son sens : vers le bas
- sa localisation: le centre de gravité du ballon (ici le centre de la sphère)
- sa valeur : elle se mesure avec un dynamomètre en newton
Rappel : qu'est-ce que la masse ?
Existe-t-il une relation entre le masse et le poids d'un objet ?
| Poids | Masse | Masse |
\(\Large\mathrm{\frac{P\; (en\; N)}{m\; (en\; kg)}}\) |
|---|---|---|---|
|
N |
g |
kg |
|
|
N |
g |
kg |
|
|
N |
g |
kg |
\(\Huge\mathrm{P\; =\; m\times g}\)
\(\left\{\begin{matrix}\Huge\mathrm{P:} & \Huge\mathrm{newton} & \Huge\mathrm{(N)}\\\Huge\mathrm{m:} & \Huge\mathrm{kilogramme} & \Huge\mathrm{(kg)}\\\Huge\mathrm{g:} & \Huge\mathrm{newton\; par\; kilogramme} & \Huge\mathrm{(N/kg)}\end{matrix}\right.\)
 |
 |
Le 21 juillet 1969, le module lunaire d'Apollo XI se pose sur la Lune. L'astronaute Neil Armstrong en descend. Sur Terre, (avec son équipement) son poids était de 1500N.
gTerre = 9,8 N/kg gLune = 1,6 N/kg
Quelle est le masse de l'astronaute sur Terre ?
Quelle est la masse de l'astronaute sur la Lune ?
Quelle est le poids de l'astronaute sur la Lune ?
Quelle est le masse de l'astronaute sur Terre ?
\(\Large\mathrm{P_{Terre}\; =\; 1\, 500N}\) |
\(\Large\mathrm{P_{Terre}\; =\;m\times g_{Terre}}\) |
\(\Large\mathrm{g_{Terre}\; =\; 9,8N/kg}\) |
\(\Large\mathrm{m\; =\; \frac{P_{Terre}}{g_{Terre}}}\)\(\Large\mathrm{m\; =\; \frac{1\, 500}{9,8}}\)\(\Large\mathrm{m\; =\; 153kg}\) |
Quelle est le poids de l'astronaute sur la Lune ?
\(\Large\mathrm{m\; =\; 153kg}\) |
\(\Large\mathrm{P_{Lune}\; =\;m\times g_{Lune}}\) |
\(\Large\mathrm{g_{Lune}\; =\; 1,6N/kg}\) |
\(\Large\mathrm{P_{Lune}\; =\; 153\times 1,6}\)\(\Large\mathrm{P_{Lune}\; =\; 244,8N}\) |