Physique · 05 / 12

Gravitation, poids et interaction à distance

Seconde · Exemple résolu et 4 exercices corrigés, à ton rythme.

Le principe, simplement

Deux masses s’attirent par gravitation. Pour des masses ponctuelles, ou des sphères à symétrie sphérique vues de l’extérieur, F=Gm₁m₂/r² ; r sépare les centres. Les forces sont opposées, de même intensité et appliquées à des objets différents. Près du sol, le poids se modélise par P=mg avec g localement presque constant.

F=G*m_1*m_2/r^2
L’IMAGE À RETENIRGravitation, poids et interaction à distance
  1. 01Deux masses
  2. 02Distance des centres
  3. 03Loi en 1/r²
  4. 04Système et direction

EXEMPLE RÉSOLU

Du cours au raisonnement

Pour une masse de 2 kg avec g=9,8 N/kg, le poids vaut 19,6 N. À masses constantes, doubler r divise la force gravitationnelle par 4. La masse ne change pas lorsqu’on change de planète ; le poids change avec g.

Résoudre un problème dans cette matière

  1. Dessiner le système

    Délimite l’objet étudié, le référentiel et l’axe positif. Sur un bilan de forces, dessine les interactions extérieures ; une flèche est une force appliquée au système.

  2. Trier les grandeurs

    Sépare données et inconnues, puis convertis les unités avant substitution. Écris 36 km/h = 10 m/s ; ne remplace pas 36 directement dans une formule en unités SI.

  3. Écrire le modèle

    Choisis une loi qui correspond aux hypothèses : accélération constante, lentille mince, résistance ohmique… Isole symboliquement l’inconnue avant d’arrondir.

  4. Interpréter

    Vérifie les dimensions et le signe. Une vitesse négative indique un sens sur l’axe choisi. Discute l’ordre de grandeur et ce que le modèle ignore.

À TOI DE JOUER

01 · Une tentative avant la correction

À masses constantes, tripler la distance multiplie la force par quel facteur ?

Un indice

La distance est au carré au dénominateur.

Voir et comprendre la correction

Le facteur est 1/3²=1/9. Il faut utiliser la distance entre les centres dans le modèle.

Compare la méthode, les conditions et le résultat ; indique précisément ce que tu dois reprendre.

PROGRESSER PAR LA PRATIQUE

Trois défis supplémentaires, avec correction

Commence par le premier défi. Écris ta démarche avant d’ouvrir un indice ; utilise la correction pour retrouver la première étape qui bloque.

Faire le bilan après les exercices
02 · Repérer et comprendreLien vers cet exercice

Si la distance entre deux masses double, comment change la force gravitationnelle ?

Un indice pour démarrer

La distance est au carré au dénominateur.

Correction étape par étape
  1. F = Gm₁m₂/r².
  2. Remplacer r par 2r multiplie le dénominateur par 4.
  3. La force est divisée par 4, masses inchangées.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

03 · Appliquer la méthodeLien vers cet exercice

Calcule le poids d’un objet de 3 kg avec g = 9,8 N/kg.

Un indice pour démarrer

Masse et poids ne sont pas la même grandeur.

Correction étape par étape
  1. P = mg.
  2. P = 3 × 9,8 = 29,4 N.
  3. La masse vaut toujours 3 kg ; le poids est une force.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

04 · Aller plus loinLien vers cet exercice

Une planète attire un satellite. Le satellite attire-t-il la planète moins fortement ?

Un indice pour démarrer

Applique le principe des actions réciproques.

Correction étape par étape
  1. Les forces ont la même intensité et des sens opposés.
  2. Elles agissent sur deux corps différents, donc ne s’annulent pas sur un seul corps.
  3. Les accélérations diffèrent car les masses diffèrent.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

L’erreur à éviter

Des forces égales et opposées sur deux objets ne s’annulent pas dans le bilan d’un seul objet.

Sans tes notes, peux-tu…

  • Expliquer le principe avec tes mots ?
  • Reconstruire le schéma et ses liens ?
  • Résoudre l’exercice et justifier la méthode ?

Choisir un état le conserve dans ce navigateur. C’est ton auto-évaluation, pas une note.