Cours en ligne Physique-Chimie en Terminale

Chapitres Physique-Chimie en Terminale Générale

Exercices sur la Mécanique Gravitationnelle en Terminale

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de Physique-Chimie en Terminale

Entraînez-vous avec nos cours en ligne de Terminale, notamment sur nos exercices corrigés. Mais, si toutefois vous rencontrez des difficultés, n’hésitez pas à prendre des mesures pour y remédier. Les cours particuliers physique chimie peuvent lever vos blocages, ils font partie des cours particuliers à domicile les plus nécessaires. La progression sera telle qu’elle pourra peut-être vous pousser à viser les meilleures prépas du classement des prépa MP après les résultats du Bac.

QCM sur la Mécanique Gravitationnelle en Terminale

Questions sur un satellite en orbite circulaire

1. On note $f$ la norme de la force de gravitation exercée par un astre de masse $m_S$ sur un satellite de masse $m$ et $a$ la norme de son accélération.

a. ni $f$ ni $a$ ne dépendent de $m$
b. $f$ dépend de $m$ mais pas $a$
c. $f$ ne dépend pas de $m$ mais $a$ en dépend
d. $f$ et $a$ dépendent toutes les deux de $m$

2. Deux satellites en orbites circulaires autour d’une planète ont pour rayons de révolution respectifs $r$ et $r'=4r$ . Leurs vitesses $v$ et $v'$ sont telles que

a. $v'=4v$
b. $v'=2v$
c. $v'=v$
d. $v=2v'$

Questions sur les Lois de Kepler niveau terminale

1. Un satellite gravitationnel a une trajectoire elliptique autour d’un astre $S$ . On note $a$ le demi-grand axe, $r_P$ la distance de $O_S$ au périastre et $r_A$ la distance de $O_S$ à l’apastre.

a. $r_P\leq r_A\leq a$
b. $r_P\leq a\leq r_A$
c. $r_A\leq a\leq r_P$
d. $a\leq r_A\leq r_P$

2. Une comète est un corps qui a une trajectoire elliptique autour du Soleil, avec un rayon du périhélie nettement différent de celui de l’aphélie.

Affirmations :

(1) elle est souvent bien visible au périhélie, car c’est le moment où elle est le mieux éclairée par le Soleil ;
(2) en ce point, la glace qui la constitue fond et laisse un panache de cristaux de glace qui brille et forme la queue de la comète ;
(3) c’est aussi le moment où la norme de sa vitesse est minimale.

a. les 3 affirmations sont vraies
b. 2 affirmations sur les 3 sont vraies
c. 1 affirmation sur les 3 est vraie
d. les 3 affirmations sont fausses

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Correction QCM Mécanique Gravitationnelle en Terminale

Correction de l’exercice sur le satellite en orbite circulaire

Réponse 1 : B, $f$ dépend de $m$ mais pas $a$

Réponse 2 : D

En appliquant la formule du cours on a

$\displaystyle{v=\sqrt{\frac{\mathcal{G}m_S}{r}}}$

et $\displaystyle{v'=\sqrt{\frac{\mathcal{G}m_S}{r'}}= \sqrt{\frac{\mathcal{G}m_S}{4r}}}$

donc $\displaystyle{v'=\frac{v}{2}}$

Correction de l’exercice sur les Lois de Kepler

Réponse 1 : B, $r_P\leq a\leq r_A$

Par définition $r_P\leq r_A$

De plus, $a$ étant la moyenne arithmétique des deux rayons, $a$ est compris entre eux deux.

Notons que les inégalités sont larges car dans le cas d’un satellite en orbite circulaire, $r_P=a=r_A$

Réponse 2 : B

(1) est vraie car le périhélie est le point le plus proche du Soleil
(2) est vraie car c’est le moment où le transfert thermique radiatif est le plus important
(3) est fausse car d’après la loi des aires, plus le rayon est petit, plus la vitesse est grande pour que la vitesse de balayage reste constante. Le périhélie est donc le point où la norme de la vitesse est maximale, elle est minimale à l’aphélie

Exercices sur la Mécanique Gravitationnelle en Terminale

Pour tous les exercices, on donne

* Constante de gravitation : $\mathcal{G}=6,67\cdot 10^{-11}~\mathrm{kg^{-1}\cdot m^3\cdot s^{-2}}$

* Masse du Soleil : $m_S=1,99\cdot 10^{30}~\mathrm{kg}$

* Masse de la Terre : $m_T=5,98\cdot 10^{24}~\mathrm{kg}$

* Rayon moyen de la Terre : $R_T=6,36\cdot 10^6~\mathrm{m}$

* Le centre de la Terre a une trajectoire presque circulaire autour du centre du Soleil, de rayon : $r_T=1,496\cdot 10^{11}~\mathrm{m}$

Exercice sur les satellites en orbite circulaire

La Lune autour de la Terre.

Le centre de la Lune a un mouvement presque circulaire autour de celui de la Terre, de rayon $r_L=385\cdot 10^3~\mathrm{km}$

a. Calculer la période $T_L$ de révolution de la Lune autour de la Terre, dans le référentiel géocentrique. Donner sa valeur en un nombre entier de jours.

b. Calculer la norme $v_L$ de la vitesse du centre de la Lune dans le référentiel géocentrique.

c. Le rayon de la Lune vaut $R_L=1~737~\mathrm{km}$ et sa masse

$m_L=7,34\cdot 10^{22}~\mathrm{kg}$

Comparer les forces de gravitation subies par un astronaute de masse $m=100~\mathrm{kg}$ , debout sur la surface de la Lune, de la part de la Lune et de la part de la Terre. Conclure.

Exercice sur les Lois de Kepler niveau terminale

Comète de Halley.

La comète de Halley est célèbre car c’est la première comète dont l’apparition dans le ciel a été prédite, par le physicien Halley en 1758. On l’a observée pour la dernière fois en 1986, sa période vaut environ $T_H=76$ ans.

Elle est bien visible à son périhélie qui se situe à la distance : $r_P=8,78\cdot 10^{10}~\mathrm{m}$

a. Calculer le demi-grand axe $a_H$ de la comète de Halley (on pourra utiliser les caractéristiques de la Terre données tout au début).

b. En déduire le rayon de l’apogée $r_A$

c. Les données permettent-elles de dire qu’une collision entre la Terre et la comète est possible ?

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Correction exercices Mécanique Gravitationnelle en Terminale

Correction de l’exercice sur les Satellites en orbite circulaire

a. Par application de la troisième loi de Kepler pour la Lune considérée comme un satellite en orbite circulaire autour de la Terre

$\displaystyle{T_L=\sqrt{\frac{4\pi^2r_L^3}{\mathcal{G}m_T}}}$

$T_L=2,39\cdot 10^6~\mathrm{s}$ (attention à bien convertir les distances en mètres).

Il y a 86400 s dans un jour donc $T_L\simeq 28$ jours.

b. Par application de la formule du cours

$\displaystyle{v_L=\sqrt{\frac{\mathcal{G}m_T}{r_L}}= 1,02~\mathrm{km\cdot s^{-1}}}$

On peut aussi calculer directement

$\displaystyle{v_L=\frac{2\pi r_L}{T_L}=1,02~\mathrm{km\cdot s^{-1}}}$

c. On ne précise pas où l’astronaute se trouve sur la surface de la Lune, mais comme $R_L\ll r_L$ , on peut considérer que la distance de l’astronaute au centre de la Terre vaut pratiquement

$r_L$ on en déduit que

$\displaystyle{f_{T\rightarrow A}=\frac{\mathcal{G}m_Tm}{r_L^2}=0,269~\mathrm{N}}$

L’astronaute se trouve à la surface de la Lune, donc à la distance $R_L$ de son centre donc

$\displaystyle{f_{L\rightarrow A}=\frac{\mathcal{G}m_Lm}{R_L^2}=162~\mathrm{N}}$

On a $f_T\ll f_L$ donc l’astronaute à la surface de la Lune ne ressent pratiquement que son poids lunaire (environ 6 fois plus faible que le poids terrestre).

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Correction de l’exercice sur les Lois de Kepler

a. Par application de la troisième loi de Kepler, en prenant la comète et la Terre comme satellites communs de l’astre Soleil, on a

$\displaystyle{\frac{T_H^2}{a_H^3}=\frac{T_T^2}{a_T^3}}$

La Terre ayant un mouvement presque circulaire, le demi-grand axe est égal au rayon de révolution $a_T=r_T$

Sa période de révolution est égale à l’année terrestre $T_T=$ 1 an

On en déduit

$\displaystyle{a_H^3=r_T^3\frac{T_H^2}{T_T^3}}$

$\displaystyle{a_H=r_T\sqrt[3]{\frac{T_H^2}{T_T^3}}}$

donc $a_H=r_T\sqrt[3]{76^2}=2,7\cdot 10^{12}~\mathrm{m}$

b. On peut écrire

$r_P+r_A=2a$ donc

$r_A=2a-r_P=5,28\cdot 10^{12}~\mathrm{m}$

c. La distance du centre du Soleil à la comète de Halley est supérieure à $r_T$ à l’apogée, inférieure au périgée, donc elle passe (deux fois en 76 ans) par un point où $r=r_T$ et pourrait donc entrer en collision avec la Terre.

Utilisez notre simulateur du Bac, et vous constaterez à quel point la Physique-Chimie peut faire la différence pour décrocher la mention de vos rêves avec son fort coefficient au bac. N’hésitez donc pas à vous entraîner sur nos exercices mais aussi sur nos annales du bac pour être certains de maîtriser totalement le programme de physique-chimie de terminale.

Retrouvez également de nombreux autres chapitres de physique-chimie au programme de Terminale sous forme de cours en ligne, en voici quelques un :

Exercices sur la Mécanique Gravitationnelle en Terminale

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Correction de l’exercice sur le satellite en orbite circulaire

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