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2de6 DEVOIR SURVEILLE n°7 02/04/09 Nom : _______________________ Prénom : _

2de6 DEVOIR SURVEILLE n°7 02/04/09 Nom : _________________________ Prénom : _______________________ Durée : 45 min La calculatrice est autorisée. Le devoir est à rédiger sur une copie double. La présentation et l'orthographe doivent être soignées. Note : Conseils et appréciation : Compétences : C : connaître, A : appliquer, R : raisonner x = 0,5 point C A R Exercice 1 : L'attraction gravitationnelle (7,5 points) On considère dans un premier temps le système Terre - Soleil. 1. Calculer la valeur de la force gravitationnelle qu'exerce le Soleil sur la Terre FS /T . 2. Représenter cette force (le vecteur force)  FS/T sur un schéma clair sans oublier la légende. Maintenant, la Lune fait partie du système étudié. 3. Calculer la valeur de la force gravitationnelle qu'exerce la Terre sur la Lune (on prendra soin de donner l'écriture littérale puis l'écriture numérique et enfin l'application numérique). 4. Calculer la valeur de la force gravitationnelle qu'exerce le Soleil sur la Lune (on prendra une distance moyenne Soleil-Lune égale à la distance Terre-Soleil). 5. La Lune est-elle plus attirée par le Soleil ou par la Terre ? Justifier. Données : masse du Soleil M S=1,99.10 30kg , masse de la Terre MT=5,98.10 24kg , masse de la Lune M L=7,35.10 22kg , distance Soleil-Terre DST=1,50.10 11m , distance Terre-Lune DTL=3,80.10 8m , constante de gravitation universelle G=6,67.10 −11N.m 2.kg −2 xx xx xx xx xx xx xx x Exercice 2 : Le poids (3,5 points) Un alpiniste et son équipement ont une masse totale mal=100kg . L'alpiniste gravit le Mont Blanc puis, deux ans plus tard, l'Everest. 1. A quelle force FT /al correspond le poids de l'alpiniste sur la Terre ? 2. Donner l'expression de cette force au niveau de la mer (on note MT la masse de la Terre et RT le rayon de la Terre que l'on supposera parfaitement sphérique). 3. Le poids de l'alpiniste va-t-il varier au cours de ses ascensions ? Justifier. 4. Calculer la valeur du poids de l'alpiniste au niveau de la mer Palmer , au sommet du Mont Blanc PalMB puis au sommet de l'Everest PalE en utilisant les données de cet exercice. Données : intensité de la pesanteur au niveau de la mer g mer=9,81N.kg −1 , au sommet du Mont Blanc gMB=9,79 N.kg −1 , au sommet de l'Everest gE=9,78 N.kg −1 x xx x xxx Exercice 3 : Cardiofréquencemètre (5 points) Le cardiofréquencemètre d'un sportif indique que son coeur bat à la vitesse de 52 pulsations par minute au repos et 162 pulsations par minute au cours d'un effort. 1. Quelle est l'unité d'une fréquence ? 2. Combien y a-t-il de secondes dans une minute ? 3. Déterminer les fréquences du rythme cardiaque du sportif au repos et au cours d'un effort. Justifier le premier calcul. 4. Calculer les périodes associées. x x x xxxx xxx Exercice 4 : Le tour du monde en ballon (3 points) En 2002, Steve Fosset a effectué le tour du monde en ballon en T = 1 185 381 secondes. 1. Exprimer le nombre de secondes dans un jour. Justifier. 2. En déduire la durée du voyage en jours. 3. Exprimer cette durée en jours, heures et minutes à la minutes près (par exemple 3j,7h et 18min) x x xx xx Nombre maximum d'étoiles 14 21 3 Nombre d'étoiles obtenues Présentation (clarté) / x Rédaction/Orthographe / x Nombre total d'étoiles sur 40 / 40 Exercice supplémentaire: Satellite Spoutnik (hors barème) Spoutnik 1 a été le premier satellite artificiel de la Terre. Il a été lancé par l'URSS le 4 octobre 1957. Ce satellite était une sphère de 58 cm de diamètre et sa masse était m = 83,6 kg. Nous allons considérer que ce satellite avait une trajectoire circulaire uniforme dans le référentiel géocentrique. L'altitude de ce satellite était h = 663 km. 1. Spoutnik a été lancé avec une certaine vitesse initiale. Que se serait-il passé si la valeur de la vitesse initiale avait été plus faible ? 2. Donner l'expression de la force gravitationnelle F T /Spoutnik qu'exerçait la Terre sur Spoutnik et donner sa valeur. 3. Représenter cette force sur un schéma légendé (aucune échelle particulière n'est demandée). 4. Quelle distance Spoutnik parcourait-il lorsqu'il effectuait un tour autour de la Terre ? 5. Spoutnik effectuait un tour autour de la Terre en 1h38min, donner cette durée en secondes avec 2 chiffres significatifs. 6. Déduire des deux questions précédentes la vitesse moyenne V m de Spoutnik en unités S.I. puis en km.s-1. 7. Combien de tours complets autour de la Terre Spoutnik effectuait-il en 24h soit 1 jour ? Données : masse de la Terre : M T=5,98.1024 kg , rayon de la Terre : RT=6,38.106m , constante de gravitation universelle G=6,67.10 −11N.m 2.kg −2 uploads/Geographie/ controle-7.pdf