Partie de mécanique

Chapitre 1 : Gravitation universelle

Chapitre 2 : Exemples d’actions mécaniques Chapitre 3 : Le mouvement

Chapitre 4 : Principe d’inertie

Chapitre 5 :

Chapitre 6 :

Chapitre 7 :

Partie de mécanique

Plan de cours de TCS option français

PHYSIQUE

Chapitre 1 : Courant électrique continu Chapitre 2 : Tension électrique

Chapitre 3 : Association des conducteurs ohmiques

Chapitre 4 : Caractéristiques de quelques dipôles passifs

Chapitre 5 : Caractéristique d’un générateur – caractéristique d’un récepteur – point de fonctionnement

Chapitre 6 : Le transistor

Chapitre 7 : L’amplificateur opérationnel

Partie d’électricité

* Chapitre 1

PHYSIQUE

T C S

D’après Newton :

Deux corps A et B ponctuels de masses respectives m_A et m_B , séparés d’une distance d, exercent l’un sur l’autre des forces d’attraction gravitationnelle.

1- L’interaction gravitationnelle

1-1- Enoncé de la loi d'attraction gravitationnelle

mA

mB

A B

d

FA/ B

FB/ A

F

F

 Les caractéristiques de la force d’attraction gravitationnelle sont les suivantes :

A B

A/B B/ A 2

F = F = Gm .m

d

2 2

(N.m .Kg )^

(Kg)

(m)

- Droite d’action : la droite joignant les centres de A et B.

- Sens : orienté vers le corps qui exerce la force - Intensité :

 m_A et m_B sont des masses exprimées en kilogramme (kg);

 d est la distance entre les deux corps en mètre (m) ;

 G : constante de gravitation universelle G = 6,67.10^-11 N.kg^-2.m² sont des forces exprimées en Newton (N).

F

et F

2-1- Application

déterminer la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune

Données : Masse de la Terre : M_T = 5,98.10²⁴ kg Masse de la Lune : M_L = 7,35.10²² kg Distance les séparant : d = 3,83.10⁸ m

L/T T/L

F = F = F m .m^L ₂ ^T

= G. d

 

24 22

-11

8 2

5,98.10 .7, 35.10

= 6,67.10 .

3,83.10

= 1,99.10 N20

2- poids d’un corps à la surface de la terre

Le poids est une force qui s’exerce sur tout corps possédant une masse, il possède les caractéristiques suivantes :

P

- Sens : orienté de haut en bas.

- Intensité :

P = m.g

P₀ est une force exprimée en Newton (N) ;

m est la masse du corps exprimée en kilogramme (kg) ;

g₀ = Intensité de la pesanteur à la surface de la terre = 9,8 N.kg^-1. 3- Poids et force d'attraction gravitationnelle

la force d’attraction à

est assimilé P d’un corps A de masse m

Le poids

gravitationnelle F_Terre/A qu’exerce la Terre (de masse M_T) sur ce corps situé à sa surface (ou à une certaine altitude) :

-Droite d’action : celle de la verticale du lieu.

T

0 2

T

P = F = G m.M

R

. ^F

d = RT

Corps (S) de masse m

T

0 2

T

m.g = G m.M

R



T

0 2

T

g = G M 9,73N / Kg

R Dans ce cas :

4- Variation de l’intensité du champ de pesanteur g

1-4-Expression de l’intensité de la pesanteur g_h à une altitude h de la surface de la terre .

à laquelle se trouve un objet , altitude

D’une façon générale : Si h est l’

et R_T le rayon de la terre , alors on a :

P

 F

1 ( )

P

 F

_

_

= G m.M

R + h

P

 F

d RT

(S) P =Fh

O Terre

m

(M )T

h

Soit : ^h





g = G M

R +h

( ) 2

Devisons la relation (2) par la relation (1) , On obtient :





h 0 T

2 T

G M

R + h g =

g G M

R

 

2 T

h 0 2

T

g = g . R

R + h

g₀ : Intensité de la pesanteur à la surface de la terre = 9,8 N.kg^-1.

g_h : Intensité de la pesanteur à une altitude h de la surface de la terre .

d'une façon générale en définie le poids d’un corps à une altitude h de la surface de la terre par la relation suivante : P = m.g_{h h}

2-4-Poids d’un corps à une altitude h de la surface de la terre.

à la Nous avons trouvé l’expression de l’accélération de la pesanteur

de la terre :

surface _{0 2}^T

T

g = GM R

cette et de rayon RX

d’une planète X de masse MX

à la surface Mais

expression devient : _X

X 2

X

g = GM R

 

2 T

h 0 2

T

g = g . R

R + h

Avec

Remarque:

Symbole Préfixe

Facteur

K Kilo

10³

M Mega

10⁶

G Géga

10⁹

T Téra

10¹²

Multiples

5 - L’échelle des longueurs de l’univers

Sous - Multiples

Symbole Préfixe

Facteur

m Milli

10^-3

μ Micro

10^-6

n Nano

10^-9

p Pico

10^-12

1-5- Ordre de grandeur

a- L'écriture scientifique: C’est l’écriture d’un nombre X sous la forme du produit :

a.10

. négatif ou

positif : entier

b et 10

<

≤ a 1 : nombre décimal a

X =a.10 m

2-5-L’échelle des longueurs

10-15 10^-12 10^-9 10^-6 10^-3 10⁰ 10³ 10⁶ 10⁹ 10¹²

Le noyau de l’atome l’atome La cellule L’homme Le rayon de la terre Le rayon du soleil La distance terre - soleil

1026

L’univers

Longueurs en mètre (m)

b- L’ordre de grandeur de X est : ^{10 mb} Si a < 5 donc _{X 10 m}^b donc X 10^b+1m 10b+1m

~

~ Si a ≥ 5

c-Application :

 donner en mètre l'ordre de grandeur des longueurs suivantes :

r_H=53pm d=4,2m R_L=1730Km L=90μm h=16Km

Application 1 : La masse d’un corps (S) est m = 50Kg

1-Sachant que g₀ = 9,81N/Kg .Calculer le poids du corps P₀ à la surface de la terre .

2-Calculer son poids P_h à une altitude h = 8000m de la surface de la terre .

3-Calculer P_L le poids du corps (S) à la surface de la lune ; comparer P₀ et P_L .

-11 2 -2

G=6,67.10 N.m .Kg

g₀ = 9,81 N.Kg^-1

L 22

M =7,35.10 Kg R =1730KmL

R_T = 6400 Km -Le rayon de la lune :

-Le rayon de la terre : -La masse de la lune :

Les données de l’exercice:

-Intensité de la pesanteur à la surface de la terre:

-constante de gravitation universelle:

1°) Représenter la force de gravitation exercée par Jupiter sur la sonde Voyager I lors du survol de la planète à la distance minimale :

Données : masse de la sonde : 800 kg ; masse de Jupiter : 1,9 x 10²⁷ kg ; distance minimale de survol par rapport au centre de Jupiter : 721670 km.

Echelle : 1 cm représente 100 N

2°) Calculer l’intensité de la force de gravitation exercée par la Terre sur la Lune. Représenter cette force en choisissant une échelle.

Données : masse de la Lune : m_L 7,34 x 10²² kg ; masse de la Terre : m_T 5,98 x 10²⁴ kg;

distance Terre –Lune (de centre à centre) : 3,84.10⁵ km

3°) Calculer l’intensité de la force de gravitation exercée par la Terre sur une personne de masse m = 80 kg, à la surface de la Terre.

Données : R_T6,38.10³ km

Calculer l’intensité de la force de gravitation entre deux personnes de même masse m 80 kg, distantes de 1,0 m. Comparer ces deux forces.

Application 2 :

EXERCICE :