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Bonjour, Voici mon Dm de physique. pouvez vous m’aider. je suis en première

A Le Terrien
Données :
masse de la Terre : M = 5,97 x 10** 24kg
constante universelle de la gravitation : G = 6,67 x 10**-11N.m**2 .kg**-2

Bob, un homme de masse me = 75,0 kg, est dans son jardin, à une distance duo = 6,371 x 10**6 m du centre de la
Terre.
1) Quel type de force la Terre exerce-t-elle sur Bob?
2) Exprimer cette force Ft/b en fonction de G, Mt, mb et dtb . Que peux-t'on dire de la force que Bob exerce
sur la Terre ?
3) Exprimer le poids P de Bob en fonction du vecteur champ de pesanteur gt, quand il est dans son jardin.
4) Quelle est la relation entre Ft/b et P ? En déduire l'expression de gt , puis calculer sa valeur.
5) Erik est un nain de jardin de masse me = 520 g. Sachant que la valeur de la force gravitationnelle exercée par
Erik sur Bob est Fes = 1,81 x 10**-9N, déterminer la distance des entre le centre des deux protagonistes.
6) Expliquer pourquoi Bob peut s'éloigner librement d'Erik, alors qu'il peut difficilement s'éloigner du centre
de la Terre.
7) Bob décide de déménager sur Mars afin d'étudier la production de pomme de terre sur cette planète. A sa
grande surprise, Bob découvre que la balance qu'il utilisait sur Terre indique maintenant une masse de 28,8 kg
lorsqu'il se pèse. Or, Bob sait que la masse d'un objet est la même, quel que soit l'endroit où se trouve cet
objet
. La balance de Bob est-elle défectueuse ? Expliquer brièvement.


Répondre :

Réponse :

Bonjour à toi,

QUESTION ①)

La Terre exerce une force gravitationnelle sur Bob, que l'on appelle plus communément le poids P.

QUESTION ②)

[tex]F_{t/b} = G.\frac{m_e.m_b}{(d_{tb})^2}[/tex]

D'après la troisième loi de Newton :

Les forces n'existent toujours que par deux, un corps ne peut exercer une force sur un autre corps sans subir une force de même intensité de ce dernier en retour. 

On en déduit que Ft/b = Fb/t

QUESTION ③)

[tex]P = m_e.g_t^{->}[/tex]

[tex]P = 75. 6,67.10^{-11}.\frac{(5,97.10^{24}}{(6,371.10^6)^2}[/tex]

QUESTION ④)

Ft/b = P

donc[tex]g = 6,67.10^{-11}.\frac{(5,97.10^{24}}{(6,371.10^6)^2}[/tex]

QUESTION ⑤)

[tex]d = \sqrt{G.\frac{m_e1.m_e2}{F_{es}} }[/tex]

  • [tex]d = \sqrt{6,67.10^{-11}.\frac{75.520.10^{-3}}{1,81.10^{-9} }\\[/tex]
  • d ≈ 1,2 m

QUESTION ⑥)

Pour s'éloigner d'Erik , Bob doit simplement générer une force > 1,81 x 10⁻⁹ N dans le sens opposé. Mais pour s'extraire du champ de pesanteur terrestre  Bob doit générer une force > à celle de son poids, soit une force > à 736 N.

C'est exactement ce que l'on essaie de faire quand l'on saute. Effectivement, pour sauter on exerce - grâce à nos pieds - une force vers la Terre de plus grande intensité que le poids, toutefois on retombe quelques secondes plus tard car l'on n'exerce pas cette force en continue contrairement au poids.

Voir l'image KEI2005
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