Bonjour! Il y a un exercice de physique où je bloque vraiment, c'est à dire que je n'arrive même pas à y faire une seule question. Bon j'abuse un peu peut-être, c'est juste les 2 premières questions qui me bloquent. Voici l'énoncé:
La sonde spatiale Mercury Transfer, fait partie de la mission BepiColombo et devrait atteindre
Mercure en 2025. Elle est propulsée par quatre moteurs ioniques à grille, qui fournissent une
poussée très faible, de l’ordre de 145 mN chacun, mais qui, utilisés sur une grande durée,
permettent d’obtenir d’importantes variations de vitesse.
Le carburant est du xénon Xe à l’état gazeux, 587 kg sont embarqués dans la sonde.
Le principe de fonctionnement est le suivant : Les atomes de xénon sont ionisés par un flux
d’électrons. Les ions Xe+ obtenus sont ensuite accélérés grâce à un champ électrique supposé
uniforme entre une grille chargée positivement, et une grille chargée négativement. Le jet de xénon
propulse alors la sonde dans le sens opposé.
Données : * Masse d’un atome de xénon
m(Xe) = 2,18 x10^-25 kg
* Charge élémentaire e = 1,6 x 10^-19 C
* Constante gravitationnelle terrestre
g = 9,81N.kg-1
* Distance entre les grilles : d = 2,5 mm.
* Masse de la sonde : mS = 4,1 tonnes
* U = 700 V
Questions :
Question 1 : Comparer la poussée d’un moteur ionique avec la norme du poids d’une feuille de
papier A4 (21,0 cm x 29,7 cm) à 80 g.m-2 s
-pour le coup ici je ne comprend vraiment pas ce que l'on me demande??? est ce peut-être pour montrer que la propulsion par jet de Xenon est si faible qu'elle peut-être comparée à une feuille?? :'))
Question 2 : Lors du trajet sur Mercure, les moteurs fonctionneront sur une durée cumulée de 880 j.
En supposant que seules les forces de poussée des moteurs s’exercent sur la sonde, déterminer la
variation de vitesse obtenue.
-pour le coup ici, je ne vois juste pas quoi utiliser pour calculer cette variation de vitesse, je n'ai appris à le faire que graphiquement pour le coup...
Question 3 : Sur un schéma, faire figurer les grilles accélératrices et leur polarité, le champ
électrique, la particule Xe+ et la force électrique qui s ‘exerce sur elle.
-pour celle ci j'ai essayée de la faire, même si je n'ai pas focément compris parce que j'ai eu l'impression de rajouter 2 éléments sur le schéma qu'on nous donne dans l'énoncé, mais j'ai mis en pièce jointe ce que j'ai fait!
Question 4 : Exprimer le vecteur accélération de l’ion Xe+ (le poids sera négligé devant la force
électrique)
Question 5 : Établir les équations horaires du vecteur vitesse puis du vecteur position de l’ion Xe+,
en admettant que les ions sont initialement au point O (0,0) et émis avec une vitesse quasi-nulle par
la chambre d’ionisation.
Question 6 : En déduire l’expression puis la valeur de la vitesse d’éjection ve à la sortie de la grille
accélératrice.
Voilà c'est tout pour cet exercice, je sais que je n'ai pas fait grand chose mais je ne comprend juste pas comment m'y prendre. Si vous pouvez me donner quelques pistes, merci d'avance!
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