Objectif : Utiliser un logiciel de simulation de lancer de projectile pour voir l’influence de la vitesse initiale sur la trajectoire du projectile

Le logiciel est téléchargeable à l’adresse : http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/scphys/outinfo/log/satellit/_satel.htm

1.  Présentation du logiciel :

Sur l’image ci-dessus, que représentent Vox ? Voy ? X_initial ? Y_initial ? et M ?

Le lancement d’un satellite artificiel de la Terre s’effectue en deux phases : une phase de montée en altitude (à l’aide d’une fusée) pour sortir de l’atmosphère, suivie d’une phase de mise en orbite.

-       Choisir 30000 kg pour la masse du satellite, le Terre comme attracteur central

-       Régler les paramètres suivants : 1 carreau = 10000 km ; X initial = 0 km ; Y initial = 0 km.

-       Régler Vox et Voy sur 0 

-       Cliquer en un point quelconque de l’espace puis sur lancer  puis observer

Quel phénomène est mis en évidence ? Quelle est la caractéristique de la force de gravitation ?

-       Régler les paramètres suivants : 1 carreau = 500 km ; X initial = 0 km ; Y initial = 8500 km. Cliquer sur placer.

-       Régler Vox et Voy sur 0 ; Cliquer sur lancer ; Observer la trajectoire.

-       Chaque groupe prend une valeur de Vox multiple de 500 m/s ; Cliquer sur lancer  ; Observer les différentes trajectoires.

Pour cette série d’expériences la position initiale change-t-elle ?

la force exercée sur le satellite change-t-elle ?

Énoncer une conclusion.

2.  Lancement de satellites

On ne s’occupe dans ce travail que de la mise en orbite du satellite après sa sortie de l’atmosphère terrestre.

On souhaite déterminer pour plusieurs valeurs de Y initial en km la vitesse de lancement qui engendre un mouvement circulaire uniforme centré sur le centre de la Terre.

-       Régler les paramètres suivants : 1 carreau = 10 000 km ; Y initial en km = Dépend du groupe. Cliquer sur placer.

-       Chercher par tâtonnement la valeur de Vox qui engendre un mouvement circulaire uniforme centré sur le centre de la Terre et compléter la case du tableau correspondante.

N° gpe	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Y initial en km	8500	10000	15000	20000	25000	30000	35000	40000	45000	50000
V en m/s

-       Pourquoi le satellite reste t-il autour de la Terre ?

-       Si sa vitesse est trop faible, que lui arrive-t-il ?

-       La masse du satellite a-t-elle une influence ? A l’aide du logiciel, proposer une expérience permettant de répondre à la question.

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