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Mouvement dans un champ de gravitation

Dans cette vidéo, Baptiste de Studio aborde le chapitre du mouvement dans un champ de gravitation. Il commence par présenter la mission Proxima de Thomas Pesquet, qui s'est rendu à bord de l'ISS à une altitude H de 400 km. L'objectif est de schématiser la trajectoire de l'ISS autour de la Terre en indiquant le rayon terrestre et l'altitude H. Baptiste souligne l'importance des schémas pour condenser les informations et faciliter la compréhension du sujet.

Dans la deuxième partie de la vidéo, Baptiste demande de représenter la force FT exercée par la Terre sur l'ISS et d'en donner l'expression littérale avec les unités de chaque grandeur. Il explique que cette force est la force d'interaction gravitationnelle, qui est attractive et dépend de la masse des astres. Il rappelle qu'il est important d'adapter les notations des formules en fonction des grandeurs introduites dans l'exercice. Il donne l'expression littérale de la force d'attraction gravitationnelle en fonction de la constante de gravitation G, de la masse de l'ISS et de la Terre, et de la distance entre le centre de gravité des deux astres. Il souligne également l'importance de l'analyse dimensionnelle des unités pour arriver à la bonne unité de mesure.

En conclusion, Baptiste rappelle l'importance de connaître les équations classiques et de les adapter avec les notations utilisées dans le cours. Il encourage également à ne pas négliger la réalisation de schémas, même s'ils ne sont pas parfaits, car ils peuvent aider à mieux comprendre et réussir les exercices.

Bonjour à tous, c'est Baptiste de Studio. Dans cette vidéo, on attaque un nouveau chapitre, mouvement dans un champ de gravitation. C'est parti ! Alors, l'énoncé commence ainsi avec la mission Proxima. Thomas Pesquet, le dixième Français à s'être rendu à bord de la Station Spatiale Internationale ISS, situe à une altitude H, considérée constante, et voisine de 400 km. On pose les bases de la trajectoire de l'ISS. Schématisez cette trajectoire en orbite autour de la Terre, en indiquant le rayon terrestre et l'altitude H. C'est une question d'introduction très classique en physique, on cherche à schématiser. Il ne faut pas négliger les schémas qui peuvent condenser beaucoup d'informations, et qui sont très utiles à la clarté, à la fois de votre copie, mais aussi de votre compréhension du sujet. Alors, c'est parti ! Donc, un schéma bien sûr pas à l'échelle, ici, mais c'est pas grave, le plus important c'est de voir les informations. Donc, nous avons la Terre avec le rayon terrestre, les grandeurs ne sont pas introduites toutes, donc on peut prendre des initiatives, là on a notre RT, et ensuite l'ISS se déplace. Voilà, on peut rajouter des informations annexes, comme la vitesse, ou autre, à une altitude H, donc en partant de la Terre. Ok. Deuxième question. Après avoir représenté la force FT sur IS, exercée donc, on l'aura compris, par la Terre sur l'ISS, donnez l'expression littérale de cette force en précisant les unités de chaque grandeur. Alors, cette force, c'est l'une des plus reconnues, et en tout cas il faut la connaître, c'est la force d'interaction gravitationnelle. Donc, comment est-ce qu'on la retient ? Eh bien, elle est attractive, ça attire les astres entre eux, les astres massifs, et ça dépend de leur masse, donc bien sûr il faut connaître absolument par cœur sa définition, et donc si on fait un schéma ici, donc on sait qu'elle est attractive, donc c'est la force, attention à ne pas se tromper, qui exerce la Terre sur l'ISS. Donc, c'est l'ISS qui subit cette force, dans ce sens-là. Ok. Alors, l'expression littérale, il y a plusieurs choses à faire. Donc tout d'abord, on sort notre formule qu'on connaît par cœur. Comme ça, il n'y a pas de soucis, on est débarrassé, on la connaît par cœur, donc on la sort, on la crache, comme ça. Mais attention, après il faudra adapter en fonction de l'exercice dans lequel on se place. Donc c'est quasiment tout le temps la même chose avec l'exercice de physique. On a des formules qu'on connaît par cœur, dont les notations sont retenues comme ça par cœur, puisque c'est plus simple à retenir. Mais par contre, lorsqu'on l'utilise en exercice, il faut adapter ces notations avec les grandeurs qui sont introduites dans l'exercice. Donc ici, la formule classique à connaître, c'est si on met, attention, l'orientation du vecteur unitaire utilisé est très importante, ici j'ai introduit un vecteur ur dans ce sens-là, vers l'extérieur, mais attention, dans un repère de Freinet par exemple, on aurait un vecteur unitaire n qui serait dans le sens opposé, donc il faut bien faire attention au sens, ça détermine ici le signe qu'il y a devant. Donc ici, c'est une force, on peut se souvenir, c'est une force attractive, donc on met bien le moins suivant ur, donc ça sera une force bien attractive. Alors qu'est-ce que c'est ? C'est moins G, donc G, la constante de gravitation, fois la masse de l'ISS, fois la masse de la Terre, divisé par R². Alors là, il faut se souvenir, ça je parlais d'adaptation des grandeurs introduites, il faut se souvenir de qu'est-ce que chaque grandeur représente. Alors ici, c'est simplement la masse des corps qui sont impliqués dans l'attraction gravitationnelle, mais attention, R, ça correspond à quoi ? Eh bien c'est la distance entre le centre de gravité des deux astres. Donc à partir de là, il faut bien sûr adapter. R ici, ce n'est pas H, ce n'est pas RT non plus. En fait, ce qui sépare le centre de gravitation des deux objets, eh bien c'est RT plus H, donc il faut bien faire attention à ça. Il faut bien adapter, donc dans cet exercice, la force qu'exerce la Terre sur l'ISS, c'est moins G fois MISS MT, le tout divisé par RT plus H, le tout au carré, suivant UR. Et ne pas oublier les unités pour faire de l'analyse dimensionnelle si on en a besoin. La masse de l'ISS et la masse de la Terre, bien sûr, s'étend en kg. Le rayon de la Terre et H sont en mètres. Et puis, on peut faire de l'analyse ici. Donc, on sait qu'on doit arriver au total à des newtons. Or, ici, on multiplie G par une masse au carré et on divise par une longueur au carré. Donc, pour arriver à des newtons, eh bien c'est newton mètres moins deux, pardon, et ici, kg. Non, c'est bon. Justement, j'avais confondu la masse et les mètres. Donc, c'est bien newton mètres carrés pour compenser la division ici par une longueur au carré, fois kg moins deux pour compenser la multiplication par les deux masses juste ici. Et si on connaît l'unité internationale du newton, qui est du kg mètres secondes moins deux, eh bien, on peut adapter. Et puis, finalement, c'est du mètres cubes kg moins un secondes moins deux. Voilà pour l'analyse des fondamentaux de ce chapitre qui sont, bien sûr, des classiques à connaître absolument, à savoir retrouver. Et puis, la leçon qu'il faut tirer de cet exercice, vous l'aurez compris, c'est à partir des équations classiques qu'on retient dans le cours, eh bien, il faut les adapter avec les notations de Léonard C. Et puis, ne pas, surtout pas, négliger le schéma, même si on dessine mal. Je suis aidé puisque je suis sur tablette, mais je peux vous assurer que sur mes copies, c'était pas du tout ça. Peu importe, au final, ça m'aidait à mieux réussir mes exercices et le prof était très content. Donc, on retient ça. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo et puis je vous dis à bientôt.

Fondamentaux

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