[Satellites & planètes] Impesanteur ?

[inviteb90b824a]

Bonjour,

En relisant mon cours de physique, je suis tombée sur plusieurs choses que je ne comprends pas vraiment.. Voici mes questions :

- Dans mon cours, il est écrit « Lorsqu'un satellite est sur orbite, tout objet situé à l'intérieur semble flotter comme s'il n'était plus soumis à son poids. L'objet et le satellite sont tous deux en chute libre vers la Terre : ils ont le même vecteur accélération qui est indépendant de la masse. » Que signifie concrètement la chute libre ? Je ne comprends pas comment un satellite peut en arriver à une chute libre alors qu'il orbite autour d'une planète !

- Autre chose : pourquoi tous les satellites géostationnaires se trouvent-ils à la même altitude (36 000 km) ?

- Nous avons appliqué la deuxième loi de Newton afin d'établir la vitesse du mouvement orbital des planètes, qui est : V = √[(G×M_S)/R]. Or, pour en arriver là, nous avons remplacé le vecteur accélération par (V²/R) × vecteur n (le vecteur n étant le vecteur unitaire) dans la seconde loi de Newton. Je ne comprends pas cela car étant donné que le mouvement orbital des planètes se fait selon une ellipse, la vitesse n'est pas constante et nous devrions donc avoir vecteur a = dv/dt × vecteur τ + (V²/R) × vecteur n (τ étant le second vecteur unitaire, perpendiculaire à n).

Merci d'avance pour toute aide !
-----

[invite8d75205f]

Bonjour,

-Par définition, un objet est un chute libre lorsqu'il n'est soumis qu'à la force de gravitation. Un objet lancé vers le haut est en chute libre dès qu'il quitte la main qui le lance, même dans la phase ascendante du mouvement (si l'on néglige la résistance de l'air et la poussée d'Archimède)
De même, un satellite n'étant soumis qu'à la gravité, est en chute libre.

-Un satellite géostationnaire demeure à la verticale d'un point situé sur Terre. Sa fréquence de révolution doit donc être la même que celle de ce point. Or, cette fréquence dépend uniquement de la distance de satellite au centre de la Terre : il n'y a donc qu'une altitude possible pour les satellites géostationnaires

-La formule que tu cites est une approximation pour des orbites presque circulaires.

cordialement

[inviteb90b824a]

Tout d'abord merci de la réponse !

-Par définition, un objet est un chute libre lorsqu'il n'est soumis qu'à la force de gravitation. Un objet lancé vers le haut est en chute libre dès qu'il quitte la main qui le lance, même dans la phase ascendante du mouvement (si l'on néglige la résistance de l'air et la poussée d'Archimède)
De même, un satellite n'étant soumis qu'à la gravité, est en chute libre.

La force de gravitation, c'est bien le poids P ? Je crois que je fais de graves confusions entre pesanteur, gravité, gravitation...
Aussi, je ne comprends pas pourquoi on dit qu'en chute libre, l'accélération est indépendante de la masse ! Je sais que c'est parce que |a| = g, mais même normalement, l'accélération est indépendante de la masse puisque a = dv/dt et que v ne dépend pas de la masse...

Un satellite géostationnaire demeure à la verticale d'un point situé sur Terre. Sa fréquence de révolution doit donc être la même que celle de ce point. Or, cette fréquence dépend uniquement de la distance de satellite au centre de la Terre : il n'y a donc qu'une altitude possible pour les satellites géostationnaires

D'accord j'ai compris !

La formule que tu cites est une approximation pour des orbites presque circulaires.

Ok, donc on suppose que l'on est dans un mouvement circulaire uniforme.

[invite6dffde4c]

Aussi, je ne comprends pas pourquoi on dit qu'en chute libre, l'accélération est indépendante de la masse ! Je sais que c'est parce que |a| = g, mais même normalement, l'accélération est indépendante de la masse puisque a = dv/dt et que v ne dépend pas de la masse...

Bonjour.
En chute libre, la force de gravitation (le poids) est F = m g.
Par Newton, l'accélération est a = F/m
Donc, a = F/m = mg /m = g.

La force augmente avec la masse et l'accélération diminue avec la masse: ça se compense.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb90b824a]

Merci, LPFR, mais ce n'est pas ça que je n'ai pas compris.. Le problème est que, même lorsqu'on n'est pas en chute libre, l'accélération est indépendante de la masse puisque a = dv/dt et que v ne dépend pas de la masse.. !

[invite6dffde4c]

Merci, LPFR, mais ce n'est pas ça que je n'ai pas compris.. Le problème est que, même lorsqu'on n'est pas en chute libre, l'accélération est indépendante de la masse puisque a = dv/dt et que v ne dépend pas de la masse.. !

Re.
Vous mélangez un peu la physique et les maths.
Quand vous calculez l'accélération comme la dérivée de la vitesse, vous n'avez que faire des raisons pour laquelle la vitesse change. On n'a pas besoin de Newton. Et pour tout dire on n'a même pas besoin de masse. Vous pouvez mesurer la vitesse d'une image sur un écran et calculer son accélération.
Maintenant, si on fait de la physique, on a une masse et on se demande de quoi dépend son accélération. Cette fois son accélération est une conséquence des forces qui agissent sur la masse, et cette fois, l'accélération d'une masse dépend des forces et d'autres choses, peut-être.
A+

[inviteb90b824a]

Je vois, merci beaucoup LPFR, j'ai compris maintenant.