question 2ème loi de Newton

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Posted by: cleyz

Bonjour,

J'ai un exercice de physique à faire liant les deux premières lois de Newton et l'énergie potentielle.

Il s'agit d'un satellite sur une orbite circulaire étudié dans le référentiel géocentrique.

Une question consiste à démontrer que sa vitesse est constante sur sa trajectoire circulaire. J'aimerais donc savoir si quand la somme des forces qui s'exercent sur un solide lors du mouvement est constante, sa vitesse est constante.

Merci.


Posted by: LEFAB11

Une façon de montrer qu'un système a une vitesse constante est de prouver que ce système n'a pas d'accélération tangentielle.
Dans le cas du satellite ayant un mouvement circulaire uniforme et n'étant soumis qu'à son poids ( ici donc la somme des forces n'est pas nulle) , le poids et l'accélération ont la même direction.
Avec cela tu devrais conclure.


Posted by: cleyz

Salut et merci pour ton aide.

Le problème c'est que je suis en première et on a pas vu l'accélération tangentielle ..


Posted by: Dominique Lefebvre

Citation:
Posté par cleyz
Bonjour,

J'ai un exercice de physique à faire liant les deux premières lois de Newton et l'énergie potentielle.

Il s'agit d'un satellite sur une orbite circulaire étudié dans le référentiel géocentrique.

Une question consiste à démontrer que sa vitesse est constante sur sa trajectoire circulaire. J'aimerais donc savoir si quand la somme des forces qui s'exercent sur un solide lors du mouvement est constante, sa vitesse est constante.

Merci.

Bonsoir,
Si le satellite est en orbite stable autour de la Terre, c'est que, selon la deuxième loi, la force centripète équilibre la force gravitationnelle.
Ecris ces deux forces et trouve v, la vitesse orbitale tangentielle, la vitesse constante que tu cherches...


Posted by: cleyz

Je suis désolé mais à ce stade de la classe de première on a pas encore vu la force centripète dont vous parlez


Posted by: anima

Citation:
Posté par cleyz
Je suis désolé mais à ce stade de la classe de première on a pas encore vu la force centripète dont vous parlez

Voila pourquoi je n'aime pas l'enseignement au lycée: on apprend aux gamins que l'énergie potentielle est "quelque chose", mais on ne leur dit pas que \vec{F} = -\nabla U. Remarque, vu comme ca, ca doit pas t'éclairer.

Si je te dis que la variation d'énergie potentielle suivant les différentes dimensions te donne la force résultante, tu me crois sur parole? Donc, toute expression d'énergie potentielle équivaut a te dire "il y a une telle force agissant sur un objet".


Posted by: LEFAB11

Peut être que dans ton cours a été abordé la conservation de l'énergie mécanique?
Le cas échéant,le satellite n'étant soumis qu'à son poids il y a conservation de l'énergie mécanique en tout point de son orbite.
Sachant que ce satellite est toujours à la même altitude alors son énergie potentielle est constante en tout point de son orbite.
Pour conclure: L'energie cinétique du satellite est constante et par suite sa vitesse aussi.
Voilà qui pourra peut être t'aider.


Posted by: Dominique Lefebvre

Citation:
Posté par LEFAB11
Peut être que dans ton cours a été abordé la conservation de l'énergie mécanique?
Le cas échéant,le satellite n'étant soumis qu'à son poids il y a conservation de l'énergie mécanique en tout point de son orbite.

Qu'est-ce qui, dans l'énoncé, te permet de dire que le satellite n'est soumis qu'à son poids?
L'énoncé dit que le satellite est en orbite circulaire dans un référentiel géocentrique. Je ne vois aucune autre hypothèse....


Posted by: LEFAB11

Rien bien sur,il ne faut pas oublier qu'il n'est qu'en première et qu'à ce stade d'étude on étudie que la conservation de l'énergie mécanique ou encore le théorème de l'énergie cinétique.
Donc je ne pense pas qu'il pourrait étudier le mouvement circulaire d'un satellite à vitesse variable ,ni moi et très peu de personnes...
Alors voyons les choses simplement: le satellite, je pense ,n'est soumis qu'à son poids.Cela facilitera .


Posted by: Dominique Lefebvre

Citation:
Posté par LEFAB11
Rien bien sur,il ne faut pas oublier qu'il n'est qu'en première et qu'à ce stade d'étude on étudie que la conservation de l'énergie mécanique ou encore le théorème de l'énergie cinétique.
Donc je ne pense pas qu'il pourrait étudier le mouvement circulaire d'un satellite à vitesse variable ,ni moi et très peu de personnes...
Alors voyons les choses simplement: le satellite, je pense ,n'est soumis qu'à son poids.Cela facilitera .

Tu as certainement raison dans la forme. Mais dans le fond, tu commets une erreur grossière pour un scientifique et un physicien en particulier: tu utilises une hypothèse implicite.
Rien ne t'interdit de simplifier le problème en admettant que le satellite n'est soumis à aucune autre force que son poids. Encore faut-il l'écrire.... C'est quelque chose d'extrémement important, dont tu devrais te souvenir.
Par principe, sauf en le spécifiant clairement et en se justifiant, on n'ajoute pas d'hypothèse à un énoncé. je ne connais pas ton niveau, mais si tu te prépares aux concours, tu as intérêt à t'en souvenir.


Posted by: LEFAB11

C'est vrai que dans le fond c'est faux,il y a tellement de paramètres différents pour étudier le mouvement d'un satellite.
Il faut bien simplifier pour ces élèves du lycée..


Posted by: Dominique Lefebvre

Citation:
Posté par LEFAB11
C'est vrai que dans le fond c'est faux,il y a tellement de paramètres différents pour étudier le mouvement d'un satellite.
Il faut bien simplifier pour ces élèves du lycée..

Je te l'accorde, encore faut-il le dire clairement...

Ceci dit, je connais trop mal le programme de 1S pour savoir quels sont les outils à leur disposition pour répondre à cette question! En considérant les hypothèses simplificatirces ci-dessus, ton raisonnement est tout à fait correct.


Posted by: cleyz

Merci beaucoup pour votre aide.

Je pense que la réponse de LEFAB11 est la bonne.

Le poids est la seule force qui travaille donc il y a conservation de la quantité Ec + Epp. L'altitude ne varie pas donc l'énergie potentielle de pesanteur du satellite est constante. Ainsi le satellite garde la même énergie cinétique lors du mouvement donc sa vitesse est constante.










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