Physique-Chimie · 2ème année Bac
Mouvement des satellites et des planètes
1Rappels du cours
Loi de gravitation universelle
F = G·m·M / r², G = 6,67×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻²
Satellite en orbite circulaire
Référentiel géocentrique (ou héliocentrique pour les planètes). Seule force : l'attraction de l'astre. 2ᵉ loi de Newton : accélération centripète, mouvement circulaire uniforme :
v = √(G·M / r) avec r = R + h T = 2πr / v ⇒ T² / r³ = 4π² / (G·M) (3ᵉ loi de Kepler)
Lois de Kepler
- Les orbites sont des ellipses dont l'astre attracteur occupe un foyer.
- Loi des aires : le rayon vecteur balaie des aires égales en des durées égales.
- T²/a³ = constante pour tous les satellites d'un même astre.
Satellite géostationnaire
Orbite équatoriale, même sens que la rotation de la Terre, T ≈ 24 h (86 164 s), altitude ≈ 36 000 km.
2Renforcement vidéo
Capsule sélectionnée — YouTube (3 à 5 minutes).
Regarder la vidéo ↗3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. La vitesse d'un satellite en orbite circulaire :
2. La 3ᵉ loi de Kepler s'écrit :
3. Un satellite géostationnaire a une période de :
4. Dans « Mouvement des satellites et des planètes », quelle affirmation est exacte ?
5. Dans « Mouvement des satellites et des planètes », sélectionne toutes les propositions exactes.
6. À propos de « Mouvement des satellites et des planètes », quelles affirmations sont correctes ?
7. Parmi ces propositions sur « Mouvement des satellites et des planètes », lesquelles sont exactes ?
8. Dans « Mouvement des satellites et des planètes », quelle proposition décrit une erreur à éviter ?
9. Pour un satellite en orbite circulaire de rayon r autour d’un astre de masse M, quelle relation donne sa vitesse ?
10. Si le rayon d’une orbite circulaire augmente, quelles évolutions sont exactes ?
11. Quelles affirmations correspondent à la troisième loi de Kepler pour des corps orbitant autour du même astre ?
12. Un satellite géostationnaire doit notamment…
13. Dans une orbite circulaire, quelles forces sont nécessaires dans le modèle simple d’un satellite autour de la Terre ?
14. L’altitude d’un satellite vaut h et le rayon terrestre R. Quel rayon faut-il utiliser dans les formules orbitales ?
15. Si le rayon orbital est multiplié par 4, que devient la vitesse orbitale circulaire ?
16. Si le rayon orbital est multiplié par 4, que devient la période ?
17. Dans une orbite circulaire uniforme, quelles affirmations sont exactes ?
18. La force gravitationnelle entre deux masses varie comme…
19. Pour comparer deux satellites autour de la même planète, quelles données suffisent pour comparer leurs périodes ?
20. Un satellite semble en impesanteur parce que…
21. Quelles grandeurs caractérisent un mouvement circulaire uniforme ?
22. Dans le modèle circulaire, l’accélération centripète vaut…
23. Quelle erreur faut-il éviter dans un calcul d’orbite terrestre ?
4Entraînement
Exercice — Station spatiale
AdrarPhysic / AlloSchool (programme 2Bac)L'ISS tourne à h = 400 km d'altitude. R_T = 6 400 km ; M_T = 6,0×10²⁴ kg ; G = 6,67×10⁻¹¹ SI.
- Calculer sa vitesse.
- Calculer sa période.