SOS physique-chimie

Bonjour, et merci de prendre du temps pour m'aider.
J'ai pratiquement résolu mon devoir, mais il me manque encore quelques données.

EXERCICE 1
La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour orbitent autour d’étoiles situées à moins de 400 années lumière du système solaire.
1. Qu’est-ce qu’une exoplanète ?
Une exoplanète est appelée aussi planète extrasolaire.
C'est une planète qui est en orbite autour d'une étoile, en excluant le soleil.

2. Décrire comment est constitué l’espace entre la Terre et Gliese 581.
L'espace entre la terre et Gliese est constitué de vide, mais ce vide est comblé de matière sous une très faible densité comme des fragments astéroïdes, ou d'astres
rocheux.

3. a) Donner la définition de l’année de lumière.
L’année de lumière est par définition la distance parcourue, dans le vide, par la lumière pendant une année.

b) Calculer sa valeur en kilomètres avec trois chiffres significatifs.
d = c.t
= 3,00.10⁸ X365 X 24 X 3600
= 9,46.10¹⁵ m, soit 9,46.10¹²km
Une année lumière correspond à 9,46.10¹²km

c) Donner un ordre de grandeur de cette valeur.
L'ordre de grandeur de l'année lumière est de 10¹³km

4. Calculer la distance en kilomètres (avec trois chiffres significatifs) séparant la Terre de l’exoplanète Gliese 581 f.
d = 20,3 X 9,46.10¹² = 1,92.10¹⁴km
Donc la distance qui sépare la terre de l'exoplanète Gliese 581 f est de 1,92.10¹⁴km

5. Pourrait-on observer ce qui se passe actuellement sur Gliese 581 f en utilisant un télescope extrêmement performant ?
On écrit « voir loin, c'est voir dans le passé » parce que la lumière que l'on perçoit aujourd'hui a été réfléchie donc émise depuis un certain temps.
Donc les informations qu nous fait percevoir cette lumière date du moment auquel elle a été réfléchie. Ce qui nous fait voir des choses dans le passé

6. Calculer le poids d’un objet de masse 1,0 kg sur Gliese 581 f.
Je sais que la loi d'attraction naturelle de deux masses dépend la loi de gravitation universelle, ce qui nous donne g ≈ 10.
On voit que la planète est cinq fois plus grande et son rayon deux fois plus grand, on peut dire qu'il intervient au carré.
Donc g ≈ 10 x 5/4 ≈ 12,5 ce qui nous donne le poids
P = m x g
P = 1 x 12,5 ≈ 12,5 N

EXERCICE 2
Partie 1
Une orbite héliosynchrone permet de s’assurer que le satellite survolera toujours à la même heure solaire locale une région donnée de la planète.
1. Quel référentiel est le plus adapté pour étudier le mouvement d’HELIOS 2B ?
Le mouvement d'Hélios2B peut être étudié dans le référentiel géocentrique.

2. Quel est l’intérêt pour un satellite d’observation d’avoir une orbite héliosynchrone?
L’ intérêt est d'avoir un système d'observation le plus proche possible de la terre.
Son orbite se trouve entre 500 et 1500 km d'altitude et en évitant de freiner sur les couches hautes de l'atmosphère, on peut réduire ainsi la durée de vie du satellite.
Les orbites héliosynchrone nous donnent des mesures précises avec un matériel de détection abordable, tout en couvrant la surface du globe intégralement.

3. La trajectoire d’Hélios 2B est circulaire. Pourquoi peut-on dire que le satellite est au moins soumis à une force ?
D'après la seconde loi de Newton, puisque la trajectoire est circulaire le vecteur vitesse du centre de gravité varie et donc la somme vectorielle des forces qui
s'exercent sur le satellite, n'est pas nulle, donc on peut dire qu'il est soumis à une force.

4. Exprimer et calculer la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.
FA/B = force exercée par A sur B
m = masse
Mt = masse terre
G = constante de gravitation universelle
d = distance séparant le centre de gravité de A de celui de B
On a :
FA/B = G x Ms x Mt /(Rt + h)²
Donc :
Fs/t =
6,67*10¯¹¹ X 4200 X 6,0*10²⁴/(6,4*10⁶ + 6,75*10⁵)² = 3,38.10⁴ N

5. Donner l’ordre de grandeur de cette valeur.
Son ordre de grandeur est 10⁴N


6. Représenter la force gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite.















PARTIE 2
Le satellite TELECOM 2 de masse 1000 kg est un satellite de télécommunication qui se trouve au-dessus du golfe de Guinée. Comme tous les satellites placés à 36 000 kilomètres d’altitude au-dessus de l’équateur, il survole en permanence la même région du globe. Sa trajectoire est circulaire et il a une vitesse de 11 000 km/h.
1. Quelle est la trajectoire de TELECOM 2 dans le référentiel terrestre ?
Il survole en permanence la même région du globe, ce qui signifie qu'il est géostationnaire, donc immobile depuis le référentiel terrestre.

2. Quel est l’intérêt pour un satellite d’observation d’avoir une orbite géostationnaire.
L'orbite géostationnaire est la plus rentable et elle permet d'avoir une grande couverture, tout en ayant l'avantage de pouvoir employer des antennes fixes sur la Terre.

3. Exprimer et calculer la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite. Comparer la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B dans la partie 1.
masse de la terre : Mτ = 6,0.10²⁴kg
rayon de la Terre : Rт = 6,4.10⁶m
masse satellite = 1000 kg
constante de gravitation universelle : G =6,67.10ˉ¹¹m³.kgˉ¹.sˉ²
h = 36 000 km soit 36*10⁶
On a :
Fs/t = G x mS x mT /(Rt + h)²
Fs/t = 6,67*10ˉ¹¹ x 1000 x 6,0*10²⁴ / (6,4*10⁶+ 36*10⁶)²
Fs/t = 40020*10¹³ / 1797,76*10¹²
FsTelecom/t = 2,226*10²N
Je compare la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B :
FsHelios/t = 3,38.10⁴ N
FsTelecom/t = 2,226*10²N

COMMENT COMPARER ?

4. À partir des données, vérifier que le satellite TELECOM 2 est bien géostationnaire.
Il reste fixe au-dessus d'un même point sur la terre que si son orbite dans le référentiel géocentrique est dans le plan de l'équateur. Sa trajectoire est un point dans le référentiel terrestre d'où le terme géostationnaire.
Ce qui fait qu'il fait un tour complet en 24 heures, soit 86400 s.
On a la vitesse du satellite qui est : v = 11000 km/h dans une trajectoire circulaire.
Son altitude qui est de : 36 000 km
Je cherche le temps que met le satellite pour effectuer un tour complet et je le compare aux 24 heures, soit 86400 s.
v = distance parcourue / temps
t = distance / vitesse
La trajectoire étant circulaire, un tour complet correspond à :
distance = 2*pi*(RT + altitude)
d = 2*3,14*(6,4*10⁶ + 36*10⁶)
d = 6,28(424*10⁵)
d = 2662,72*10⁵ soit 2,663*10²m
En 24 heures, le satellite parcourt :
2,663*10² / 110*10²= 2,4209
Je n'arrive pas à finir, cela fait deux jours que je cherche, pouvez-vous me donner une piste? Merci

Bonjour.
Bonjour.
Exo 1.
Au sujet de la réponse 2
Dire :

mais ce vide est comblé de matière sous une très faible densité comme des fragments astéroïdes, ou d'astres
rocheux.

Me semble être un oxymores : si le vide est comblé c'est qu'il n'est plus vide.
Les quantités d matière que l'on peut rencontrer sont si faibles que l'on peut s contenter de dire qu'entre le système solaire et Glises 581 l'espace est pour l'essentiel vide.
Au sujet de la question 5.

On écrit « voir loin, c'est voir dans le passé » parce que la lumière que l'on perçoit aujourd'hui a été réfléchie donc émise depuis un certain temps. Donc les informations qu nous fait percevoir cette lumière date du moment auquel elle a été réfléchie. Ce qui nous fait voir des choses dans le passé

Le participe passé réfléchi n'est absolument pas correct : la lumière a été émise par cette étoile et pas réfléchie.
Au sujet de la question 6.

Je sais que la loi d'attraction naturelle de deux masses dépend la loi de gravitation universelle, ce qui nous donne g ≈ 10.

Préciser qu'il s'agit de g (intensité de la pesanteur) à la surface d la Terre. Et son unité N/kg.
Et donc que g' = 12,5 N/kg est la valeur de l'intensité de la pesanteur à la surface de Giese.

Exo 2. Partie 1

Au sujet de la question 3.

3. La trajectoire d’Hélios 2B est circulaire. Pourquoi peut-on dire que le satellite est au moins soumis à une force ?
D'après la seconde loi de Newton, puisque la trajectoire est circulaire le vecteur vitesse du centre de gravité varie et donc la somme vectorielle des forces qui s'exercent sur le satellite, n'est pas nulle, donc on peut dire qu'il est soumis à une force.

Il est préférable d'évoquer le principe de l'inertie : un système qui n'est soumis à aucune force (ou a des forces qui se compensent) à son centre de gravité immobile ou en mouvement rectiligne et uniforme dans un référentiel galiléen.
Comme le satellite a un mouvement circulaire il est soumis à des forces qui ne se compensent pas, ici un seule force : l'attraction de la Terre.
Exo 2 partie 2

Je compare la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B :
FsHelios/t = 3,38.10⁴ N
FsTelecom/t = 2,226*10²N

COMMENT COMPARER ?

Faire le rapport de la plus grande sur la plus petite.

Pour la vérification.

Calculer le périmètre d la trajectoire.

\(p\quad =\quad 2\pi r=2\pi \times ({ R }_{ T }+h)\)

Vous écrivez que la vitesse est de 11000 km/h ???? C'est une donnée fausse.

La vitesse comme elle est uniforme est égale à \(V=\frac { p }{ durée } =\frac { 2\pi \times (6,4+36)\times { 10 }^{ 6 } }{ 24\times 3600 } =3083\quad m/s\)

Bonjour, et merci beaucoup pour votre aide !
je vais regarder.
Vous me dite que la vitesse est une donnée fausse?
C'est dans l'énoncé, ce n'est pas moi qui affirme cette vitesse.

Rebonjour et Voilà, mes corrections:

2. Décrire comment est constitué l’espace entre la Terre et Gliese 581.
L'espace entre la terre et Gliese 581 est pour l'essentiel vide étant donné que les quantités de matière rencontrées sont très faibles.

5. Pourrait-on observer ce qui se passe actuellement sur Gliese 581 f en utilisant un télescope extrêmement performant ?
Pour voir un objet, la lumière qu'il émet doit parvenir à nos yeux.
Cette lumière parcourt la distance séparant Gliese 581 jusqu'au télescope. Comme la distance est importante, la lumière arrivera avec retard, nous voyons donc l'état de l'objet dans le passé, c'est pourquoi nous disons que « voir loin, c'est voir dans le passé. »

6. Calculer le poids d’un objet de masse 1,0 kg sur Gliese 581 f.
Je sais que g est l'intensité de la pesanteur.
A la surface de la terre gτ ≈ 10 N/kg.
On voit que la planète est cinq fois plus grande et son rayon deux fois plus grand, on peut dire qu'il intervient au carré.
Donc g ≈ 10 x 5/4 ≈ 12,5 ce qui nous donne le poids
P = m x g
P = 1 x 12,5 ≈ 12,5 N/kg
On peut dire que l'intensité de la pesanteur sur Gliese 581 est de :
g ≈ 12,5 N/kg

3. La trajectoire d’Hélios 2B est circulaire. Pourquoi peut-on dire que le satellite est au moins soumis à une force ?
Selon le principe d'inertie, un système qui n'est soumis à aucune force, ou a des forces qui se compensent, à son centre de gravité immobile ou en mouvement rectiligne et uniforme dans un référentiel galiléen.
Comme le satellite a un mouvement circulaire, il est soumis à des forces qui ne se compensent pas. L'attraction de la terre est la seule force.

3. Exprimer et calculer la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite. Comparer la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B dans la partie 1.
masse de la terre : Mτ = 6,0.10²⁴kg
rayon de la Terre : Rт = 6,4.10⁶m
masse satellite = 1000 kg
constante de gravitation universelle : G =6,67.10ˉ¹¹m³.kgˉ¹.sˉ²
h = 36 000 km soit 36*10⁶
On a :
Fs/t = G x mS x mT /(Rt + h)²
Fs/t = 6,67*10ˉ¹¹ x 1000 x 6,0*10²⁴ / (6,4*10⁶+ 36*10⁶)²
Fs/t = 40020*10¹³ / 1797,76*10¹²
FsTelecom/t = 2,226*10²N
Je compare la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B :
FsHelios/t = 3,38.10⁴ N
FsTelecom/t = 2,226*10²N
Je fais le rapport de la plus grande force gravitationnelle sur la plus petite force.
La trajectoire étant circulaire, un tour complet correspond à :
distance = 2*pi*(RT + altitude)

J'ai un problème concernant la vitesse dans l'énoncé, pourquoi l'énoncé aurait une erreur?
Je joins l'énoncé.

Voilà ce que je viens de calculer.
Merci pour votre aide.

3. Exprimer et calculer la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite. Comparer la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B dans la partie 1.
masse de la terre : Mτ = 6,0.10²⁴kg
rayon de la Terre : Rт = 6,4.10⁶m
masse satellite = 1000 kg
constante de gravitation universelle : G =6,67.10ˉ¹¹m³.kgˉ¹.sˉ²
h = 36 000 km soit 36*10⁶
On a :
Fs/t = G x mS x mT /(Rt + h)²
Fs/t = 6,67*10ˉ¹¹ x 1000 x 6,0*10²⁴ / (6,4*10⁶+ 36*10⁶)²
Fs/t = 40020*10¹³ / 1797,76*10¹²
FsTelecom/t = 2,226*10²N
Je compare la valeur obtenue avec la force gravitationnelle exercée sur HELIOS 2B :
FsHelios/t = 3,38.10⁴ N
FsTelecom/t = 2,226*10²N
Je fais le rapport de la plus grande force gravitationnelle sur la plus petite force.
La trajectoire étant circulaire, un tour complet correspond à :
distance = 2*pi*(RT + altitude)
Pour le satellite TELECOM 2 :
d = 2*3,14*(6,4*10⁶ + 36*10⁶)
d = 6,28(42,4*10⁶)
d = 266,272*10⁶
Pour le satellite HELIOS 2B :
d = 2*3,14*(6,4*10⁶ + 6,75*10⁵)
d = 6,28( 13,15*10⁶)
d = 82,582*10⁶
La vitesse est uniforme, donc on peut dire :
V = distance parcourue / temps
Vitesse pour le satellite TELECOM 2 :
266,272*10⁶ / 24*3600 = 0,003082*10⁶ soit 3082 m/s
Vitesse pour le satellite HELIOS 2B :
82,582*10⁶/ 24*3600 = 0,0009558*10⁶ soit 955,8 m/s


4. À partir des données, vérifier que le satellite TELECOM 2 est bien géostationnaire.
Il reste fixe au-dessus d'un même point sur la terre que si son orbite dans le référentiel géocentrique est dans le plan de l'équateur. Sa trajectoire est un point dans le référentiel terrestre d'où le terme géostationnaire.

Pour la dernière question, précisez que le satellite est bien géostationnaire, car il parcourt la trajectoire circulaire dans la plan équatorial en 24 h c-à-d dans la même durée que la Terre fait sa rotation.

Je vous remercie pleinement !! j'ai vraiment bien compris !!!

Bon travail. Et à bientôt sur le forum.

Bonjour,

Je me permets de modérer votre réponse sur la vitesse :

Vous écrivez que la vitesse est de 11000 km/h ???? C'est une donnée fausse.

La vitesse comme elle est uniforme est égale à \(V=\frac { p }{ durée } =\frac { 2\pi \times (6,4+36)\times { 10 }^{ 6 } }{ 24\times 3600 } =3083\quad m/s\)

Cette donnée n'est pas fausse. C'est une approximation : 3083 m/s = 11 100 km/h
Visiblement les données de l'énoncé ont 2 chiffres significatifs et il aurait fallut écrire 11x10³ km/h.

Cordialement

Ce que vous dites n'est pas tout à fait exact. Pour exprimer la distance, il faut 3 chiffres significatifs: 36000 km =36,000.10^6 m, si vous effectuez la somme avec le rayon terrestre, vous obtenez 42,4 .10^3 km. Quand on effectue une somme, le résultat de la somme ne peut pas contenir plus de décimales que la donnée qui en possède le moins, c'est à dire ici une seule décimale.
Vous pouvez donc exprimer la vitesse avec trois chiffres significatifs.

Oui, quand on parle du résultat du calcul à faire pour répondre à la question, je suis d'accord avec vous, mais je parlais de la donnée écrite dans l'énoncé V= 11 000 km/h. Vous lui reprochez d'être fausse. Je pense qu'elle est simplement mal écrite, les trois 0 n'étant semble-t-il pas significatifs dans l'esprit du rédacteur de l'énoncé (alors qu'ils le sont dans l'écriture).

Je ne reproche rien du tout, je ne suis pas le modérateur qui a répondu à cette jeune fille. je n'ai fait que répondre à votre remarque sur le nombre de chiffres significatifs avec lequel le résultat était exprimé.

Pardon, ne le prenez pas mal, il n'y a rien de personnel là-dedans.
Encore une fois, ma remarque ne portait pas sur le résultat du calcul mais sur la donnée de l'énoncé.

Bonne journée

Non je ne le prends pas mal, aucun souci, je voudrais juste que vous fassiez attention, si vous n'êtes pas modérateur de ce forum, vous n'avez pas la possibilité de "modérer" les commentaires, comme vous l'avez fait.
Bien cordialement