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Niveau troisième
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La masse de la Terre.

Posté par
antosia
26-02-14 à 10:20

Bonjour, voici un exercice que j'ai vraiment du mal à déchiffrer…

La Terre a une masse de 5,9736 x 1024 kg. Son rayon est 6 378 km à l'équateur et  6 356 km aux pôles.
Chris est un jeune homme de 23 ans de masse 74 kg.

1) Quel est le poids du jeune homme au pôle Sud (on considère que le centre de gravité de la Terre est son centre) ?

2) Quel est son poids à l'équateur ?

3) En général, on calcule le poids P sur la Terre d'une personne de masse m en utilisant la formule P = mg.
Dans cette formule g est une constante environ égale à 9,8 N/kg.
Calculer le poids de Chris avec cette formule.

4) Comparer les résultats des trois questions précédentes.

Merci beaucoup d'avance !

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 26-02-14 à 12:53

Bonjour

Ça ressemble beaucoup à de la physique ça

Pour commencer, est ce que tu as vu l'expression de l'intensité de la force gravitationnelle s'exerçant entre deux corps massiques A et B ?

Celle-ci : FA/B = FB/A = G \frac{mA mB}{d²}
C'est vrai qu'en 3ème ça me parait bizarre mais bon ^^

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 26-02-14 à 17:49

Je suis d'accord avec vous, moi aussi ça me paraît bizarre…

Je n'ai jamais vu

Citation :
l'expression de l'intensité de la force gravitationnelle s'exerçant entre deux corps massiques A et B

!!

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 26-02-14 à 18:08

C'est un devoir maison ?

Parce que dans ce cas, peut être que tu dois faire des recherches^^

Quoi qu'il en soit, à part cette formule, je ne vois pas quoi utiliser d'autre :\

Alors il faut savoir que le poids d'un objet, d'un être-vivant, de tout ce que tu veux qui a une masse en fait c'est la force attractive qu'exerce la Terre sur cet objet. (Soit dit en passant, l'objet exerce également une force sur la Terre : on parle d'interaction gravitationnelle)

Sa valeur, ou intensité, dépend :
- de la masse m de l'objet (en kg)
- de la masse M de la Terre (en kg)
- de la distance d entre le centre de gravité de la Terre et le centre de gravité de cet objet (en m)

Il vaut P = G \frac{mM}{d²}
où G est une constante fondamentale qui vaut : G = 6,67 10-11 N.m².kg-2

Avec cette relation, tu dois pouvoir répondre aux deux premières questions
Si tu n'as pas compris, ou si tu veux m'envoyer tes réponses pour que je te dises si c'est bon, n'hésites pas^^

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 09:10

C'est vrai que j'ai un peu de mal, mais je vais quand même réfléchir un peu… Merci beaucoup, je vous tiens au courant !

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 09:22

Ça marche, bon courage !

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 10:29

Je n'y arrive vraiment pas… Pouvez vous essayer de m'expliquer avec des exemples précis s'il vous plaît ?

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 10:54

Aucun soucis

Bah par exemple, prenons une boule de pétanque de 800 g. Posons là sur le sol au niveau de l'équateur et calculons son poids.

Il ne faut pas confondre la masse et le poids : la masse c'est une propriété que possèdent certains corps et qui se mesure en kg. Le poids est la force gravitationnelle que la Terre exerce sur un objet massique : comme toute force, elle se mesure en N.

On va dire que m est la masse de la boule tandis que M est celle de notre planète.
d représente la distance entre les deux, c'est-à-dire le rayon de la Terre à l'endroit où est située cette boule.

Bah tu as toutes les infos :

P = G \frac{m.M}{d²} = 6,67 10-11 \frac{0,8 \times 5,9736 \times 10^{24}}{(6 378 \times 10^{3})²}

Tu noteras que j'ai mis d en mètres, c'est pour cela que j'ai multiplier par 103
J'ai également mis la masse m de la boule de pétanque en kg, d'où le fait d'avoir mis 0,8 et non pas 800.

Il faut toujours penser aux conversions

Alors est-ce-que tu comprends mieux maintenant ?^^

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 11:31

Que représente "G" ?

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 11:42

Le poids du jeune homme au pôle Sud :
P = G x 5,9736x1024x74/63562    ( <- je ne sais pas comment le mettre en écriture fractionnaire )
et à l'équateur :
P = G x 5,9736x1024x74/63782

Aïe aïe aïe…

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 13:03

C'est exact !^^ enfin, il y a juste une toute petite erreur de conversion : la distance d doit être en mètre. Il faut donc la multiplier par 1 000 (103)

Sinon, G ne représente rien, c'est juste une constante (qu'on appelle la constante gravitationnelle) qui vaut 6,67 10-11 N.m².kg-2.

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 14:49

D'accord, merci ! Et pour la question 3), je dois faire le même calcul en remplaçant cette constante par g qui est égale à 9,8 N/kg ?

Le poids du jeune homme au pôle Sud :
P = 9,8 x 5,9736x1024x74/(63562)3    

et à l'équateur :
P = 9,8 x 5,9736x1024x74/(63782)3

C'est bien ça ?

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 15:59

Non non c'est beaucoup plus simple

Cette fois-ci, la formule à utiliser est P = mg. Ici, g est aussi considéré comme une constante et vaut 9,8 N/kg.

Donc son poids, en tout point à la surface de la Terre vaut P = 74 9,8

C'est tout !

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 16:03

Par contre, j'ai l'impression que tu t'es légèrement trompé aux premières questions.
Je pense que c'est moi qui me suis mal exprimé :

Il faut que d soit en mètres. Donc comme dans l'énoncé, les rayons sont en km : une conversion s'impose.

Par exemple à l'équateur, son rayon est de 6 378 km, ce qui correspond à 6 378 103 mètres

Donc dans la formule, au dénominateur tu as d² = (6 378 103

C'est plus clair ?

Posté par
antosia
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 16:08

Oui je sais, aux premières questions je vais me corriger Je vais aller revoir tout ça et si jamais il y a un problème, je vous réécris
En tout cas, merci beaucoup d'avoir consacrer autant de temps pour m'aider !

Posté par
wow1296
re : La masse de la Terre. 27-02-14 à 16:30

Mais je t'en prie !



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