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.
- 01Deux masses
- 02Distance des centres
- 03Loi en 1/r²
- 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
- 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.
- 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.
- Écrire le modèle
Choisis une loi qui correspond aux hypothèses : accélération constante, lentille mince, résistance ohmique… Isole symboliquement l’inconnue avant d’arrondir.
- 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.
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
- F = Gm₁m₂/r².
- Remplacer r par 2r multiplie le dénominateur par 4.
- La force est divisée par 4, masses inchangées.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
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
- P = mg.
- P = 3 × 9,8 = 29,4 N.
- 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.
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
- Les forces ont la même intensité et des sens opposés.
- Elles agissent sur deux corps différents, donc ne s’annulent pas sur un seul corps.
- 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 ?
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