Une Histoire www.asc-csa.gc.ca951 Payette glides through ESA's Columbus Laboratory

THEME 1 : L’Univers   Quatrième parcours : Une Histoire grave NOTIONS ET CONTENUS COMPÉTENCES ATTENDUES La force de pesanteur terrestre. L’interaction gravitationnelle entre deux corps. La gravitation universelle. Savoir que la force de pesanteur terrestre résulte de l’attraction terrestre. Calculer la force d’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre deux corps à répartition sphérique de masse. Comparer le poids d’un même corps sur la Terre et sur la Lune.

Etape 1: Plus dure sera la chute Galilée ou l'Amour de Dieu YouTube (55 min) Activité 4 p 293

Première expérimentation

3. Quelle est la nature du mouvement de la bille? De la Lune? Photo: Olivier Gayrard Photo: Olivier Gayrard 3. Quelle est la nature du mouvement de la bille? De la Lune? 4. A quelle action mécanique la bille est-elle soumise? La Lune? 5. Comparer ces actions.

Conclusion La bille comme la Lune, est soumise à l’action mécanique de la Terre : c’est l’attraction gravitationnelle exercée par la Terre. Deux objets sont toujours soumis à une interaction attractive due à leur masse.

Il fallait être Newton… Etape 2: Il fallait être Newton… … pour apercevoir que la lune tombe, quand tout le monde voit bien qu'elle ne tombe pas. Mélange (1939) de Paul Valéry Activité 2 p 291

1. La force d’attraction gravitationnelle modélise-t-elle une action mécanique à distance ou de contact? 2. Recherchez les grandeurs dont dépend l’intensité de l’attraction gravitationnelle et leur influence. 3. Proposer à l’aide du texte une formule exprimant cette loi de la gravitation universelle. 4. En quoi la force d’attraction gravitationnelle est-elle universelle?

Point vocabulaire. Action, interaction et force.

Come back, poids vs gravitation Etape 3: Come back, poids vs gravitation Photo: Olivier Gayrard

Rappelez à partir de vos connaissances de classe de 3° ce qu’est le poids d’un objet, ainsi que son expression.

2. A l’aide de vos nouvelles connaissances, comparer le poids d’un objet et l’intensité de la force gravitationnelle qu’exerce la Terre sur cet objet.

3. Déduisez de la réponse précédente une égalité entre P et Fg 3. Déduisez de la réponse précédente une égalité entre P et Fg. Ecrivez-la.

4. A partir des données suivantes, retrouvez la valeur de l’intensité de la pesanteur. R Terre = 6375 km M Terre = 5,98.1024 kg G = 6,67 .10-11 N.m2.kg-2

A VOUS DE JOUER Attention, la marche !!!   M……………………, j’me suis écorché les genoux ! C’est la faute à cette s…………………………… de marche ! Penses-tu ? Si je lâche cette craie, que je tiens entre les doigts, elle tombe. La cause, (toi, tu dis la faute), est nommée ……………………………. Et puis d’ailleurs, tu n’avais qu’à regarder où tu mettais les pieds, au lieu de marcher le nez en l’air ! Mais c’est qu’on voit la pleine lune se lever à l’horizon. Et elle paraît si grosse ! Et au fait, pourquoi elle ne tombe pas, elle ? C’est simple, elle ne tombe pas vers la Terre, car elle tombe ……………………………… de la Terre. (…) A VOUS DE JOUER

Bien. Dessine la Terre, et toi dessus Bien. Dessine la Terre, et toi dessus. Puis dessine-toi en train de lancer un poids, (trajectoire en bleu). Ce n’est pas mal, mais tu peux mieux faire. Aller, ce poids, jette-le beaucoup plus loin, (en vert). Bon, maintenant, t’es carrément superman, et tu le jettes de toutes tes forces, (en rouge). Finalement, jette-le un peu moins fort, et trouve une position intermédiaire entre les jets vert et rouge. Comprends-tu maintenant que les ……………………………… qui tournent autour de la Terre, sont en fait en train de …………………………  ……………………………… de la Terre ?   Ça y est ! Si j’ai bien compris, que ce soit moi, ou la lune, nous subissons tous deux une action ……………………………… et à ………………………………… exercée par la Terre, et c’est ce que tu m’as tout à l’heure nommée la …………………………………….

  Nous subissons tous cette action, c’est ça. Mais alors, arrête-moi si je me trompe, mais le soleil, qui est l’objet le plus ……………………… de notre système solaire, exerce une action attractive sur les huit ……………………………… qui se déplacent autour de lui. Là encore, la force qui s’exerce est nommée ………………………………… ! C’est ça ! Mais toi qui es si savant, dis-moi le fin mot de l’histoire. Pourquoi tous ces astres, tournent autour du soleil ?

Tu retiendras que la gravitation est une interaction attractive entre deux objets qui ont une masse. D’ailleurs, l’attraction augmente lorsque les masses sont grandes, et elle diminue quand la distance entre ces deux masses augmente. La gravitation gouverne les mouvements dans l’…………………………………. L'expression de la loi de gravitation universelle s’écrit ainsi : F S/T = G MT.MS / dTS² avec :   G = 6,67.10-11 unité SI, MT et MS les masses de la Terre et du Soleil en kg, dTS la distance en mètres entre les centres de ces deux astres, et F S/T la force exprimée en newton d’attraction gravitationnelle exercée par le Soleil sur la Terre. Texte écrit pour et paru à l’Institut National de Recherche en Pédagogie pour l’Année Internationale de la Physique Olivier Gayrard