Correction d'un exo et corrigé d'un autre (satellite non géostationnaire)

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Guyot 2022-08-24 14:25:11 +02:00
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@ -1857,9 +1857,16 @@ On lâche la première à vitesse initiale nulle. Calculez la vitesse de la seco
\end{exos}
\begin{exos}
Un satellite en orbite basse (non géostationnaire) se trouve à une altitude de \SI{5}{\kilo\metre} au-dessus de la surface de la Terre. À quelle vitesse par rapport au sol se déplace-t-il ?
Un satellite en orbite basse (non géostationnaire) se trouve à une altitude de \SI{5}{\kilo\metre} au-dessus du plus haut sommet terrestre (Everest~: \SI{8}{\kilo\metre}). À quelle vitesse par rapport au sol se déplace-t-il ? On suppose le mouvement circulaire uniforme. Réponse~: \SI{28433}{\kilo\metre\per\hour}.
\begin{solos}
Un autre corrigé de test.
La seconde loi de Newton est constituée de la force de gravitation qui maintient le satellite en rotation et d'une accélération considérée comme issue d'un mouvement circulaire uniforme de rayon~:
\[r=R_{Terre}+r_{Everest}+r_{sat.}=6371+8+5=\SI{6384}{\kilo\metre}\]
Ainsi, elle s'écrit~:
\begin{align*}
F&=G\cdot \frac{m_{sat.}\cdot M_{Terre}}{r^2}=m_{sat.}\cdot\frac{v^2}{r}=m\cdot a\\
&\rightarrow 6,67\cdot 10^{-11}\cdot\frac{5,97\cdot 10^{24}}{6384\cdot 10^3}=v^2\\
&\rightarrow v=\SI{7898}{\metre\per\second}=\SI{28433}{\kilo\metre\per\hour}
\end{align*}
\end{solos}
\end{exos}
@ -1991,7 +1998,7 @@ On lâche la première à vitesse initiale nulle. Calculez la vitesse de la seco
\item Quelle est l'énergie perdue par le bob pendant les descentes et d'où vient-elle ?
\item Estimez la force de frottement qui s'exerce sur le bob si on imagine que la vitesse finale du bob est de \SI{200}{\kilo\metre\per\hour}.
\end{enumerate}
Réponses~: \SI{2452500}{\joule} et \SI{106,3}{\newton}
Réponses~: \SI{2452500}{\joule} et \SI{139,6}{\newton}
\begin{solos}
Le travail de l'équipe pour remonter le bobsleigh du bas de la piste à son point de départ sert à augmenter l'énergie potentielle du bob. On néglige les frottement exercés sur le véhicule de transport. Ainsi, on a~:
\begin{align*}
@ -2013,12 +2020,13 @@ On lâche la première à vitesse initiale nulle. Calculez la vitesse de la seco
qui est bien supérieure à celle fournie pour augmenter la vitesse.
\medskip
La différence d'énergie potentielle et cinétique, soit 1'117'200-925'926 = \SI{191274}{\joule}, est perdue dans le frottement.
La différence d'énergie potentielle et cinétique, soit d'énergie mécanique~:\[\Delta E_{mec}=1'117'200-925'926 = \SI{251274}{\joule}\]
est perdue dans le frottement.
Comme la distance sur laquelle il s'exerce est de \SI{1800}{\metre}, on peut calculer la force de frottement moyenne par~:
\begin{align*}
A_{fr}&=F_fr\cdot d\;\Rightarrow\\
F_{fr}&=\frac{A_{fr}}{d}=\frac{191'274}{1'800}=\SI{106,3}{\newton}
F_{fr}&=\frac{A_{fr}}{d}=\frac{251'274}{1'800}=\SI{139,6}{\newton}
\end{align*}
C'est évidemment une estimation.
\end{solos}

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@ -1857,9 +1857,16 @@ On lâche la première à vitesse initiale nulle. Calculez la vitesse de la seco
\end{exos}
\begin{exos}
Un satellite en orbite basse (non géostationnaire) se trouve à une altitude de \SI{5}{\kilo\metre} au-dessus de la surface de la Terre. À quelle vitesse par rapport au sol se déplace-t-il ?
Un satellite en orbite basse (non géostationnaire) se trouve à une altitude de \SI{5}{\kilo\metre} au-dessus du plus haut sommet terrestre (Everest~: \SI{8}{\kilo\metre}). À quelle vitesse par rapport au sol se déplace-t-il ? On suppose le mouvement circulaire uniforme. Réponse~: \SI{28433}{\kilo\metre\per\hour}.
\begin{solos}
Un autre corrigé de test.
La seconde loi de Newton est constituée de la force de gravitation qui maintient le satellite en rotation et d'une accélération considérée comme issue d'un mouvement circulaire uniforme de rayon~:
\[r=R_{Terre}+r_{Everest}+r_{sat.}=6371+8+5=\SI{6384}{\kilo\metre}\]
Ainsi, elle s'écrit~:
\begin{align*}
F&=G\cdot \frac{m_{sat.}\cdot M_{Terre}}{r^2}=m_{sat.}\cdot\frac{v^2}{r}=m\cdot a\\
&\rightarrow 6,67\cdot 10^{-11}\cdot\frac{5,97\cdot 10^{24}}{6384\cdot 10^3}=v^2\\
&\rightarrow v=\SI{7898}{\metre\per\second}=\SI{28433}{\kilo\metre\per\hour}
\end{align*}
\end{solos}
\end{exos}
@ -1991,7 +1998,7 @@ On lâche la première à vitesse initiale nulle. Calculez la vitesse de la seco
\item Quelle est l'énergie perdue par le bob pendant les descentes et d'où vient-elle ?
\item Estimez la force de frottement qui s'exerce sur le bob si on imagine que la vitesse finale du bob est de \SI{200}{\kilo\metre\per\hour}.
\end{enumerate}
Réponses~: \SI{2452500}{\joule} et \SI{106,3}{\newton}
Réponses~: \SI{2452500}{\joule} et \SI{139,6}{\newton}
\begin{solos}
Le travail de l'équipe pour remonter le bobsleigh du bas de la piste à son point de départ sert à augmenter l'énergie potentielle du bob. On néglige les frottement exercés sur le véhicule de transport. Ainsi, on a~:
\begin{align*}
@ -2013,12 +2020,13 @@ On lâche la première à vitesse initiale nulle. Calculez la vitesse de la seco
qui est bien supérieure à celle fournie pour augmenter la vitesse.
\medskip
La différence d'énergie potentielle et cinétique, soit 1'117'200-925'926 = \SI{191274}{\joule}, est perdue dans le frottement.
La différence d'énergie potentielle et cinétique, soit d'énergie mécanique~:\[\Delta E_{mec}=1'117'200-925'926 = \SI{251274}{\joule}\]
est perdue dans le frottement.
Comme la distance sur laquelle il s'exerce est de \SI{1800}{\metre}, on peut calculer la force de frottement moyenne par~:
\begin{align*}
A_{fr}&=F_fr\cdot d\;\Rightarrow\\
F_{fr}&=\frac{A_{fr}}{d}=\frac{191'274}{1'800}=\SI{106,3}{\newton}
F_{fr}&=\frac{A_{fr}}{d}=\frac{251'274}{1'800}=\SI{139,6}{\newton}
\end{align*}
C'est évidemment une estimation.
\end{solos}
@ -2484,14 +2492,15 @@ Les valeurs des c\oe fficients de dilatation thermique sont celles du tableau \r
Le bilan thermique s'écrit~:
\begin{align*}
m_{eau}\cdot c_{eau}\cdot (\theta_{eq.}-20)+m_?\cdot c_?\cdot (\theta_{eq.}-80)&=0\\
0,2\cdot 4180\cdot (21,55-20)&\\
+0,05\cdot c_?\cdot (21,55-80)&=0\\
0,2\cdot 4180\cdot (21,55-20)&+\\
0,05\cdot c_?\cdot (21,55-80)&=0\\
1295,8-2,92\cdot c_?&=0
\end{align*}
Ainsi, la chaleur massique vaut~:
\[c_?=\frac{1295,8}{2,92}=\SI{444}{\joule\celsius\per\kilo\gram}\]
En consultant le tableau \ref{tabchaleurmassique}, page \pageref{tabchaleurmassique}, on constate qu'il s'agit de fer.
\end{solos}
En consultant le tableau \ref{chaleurmassique}, page \pageref{chaleurmassique}, on constate qu'il s'agit de fer.
\end{exos}
}

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@ -644,7 +644,14 @@
\end{Solution OS}
\begin{Solution OS}{17}
Un autre corrigé de test.
La seconde loi de Newton est constituée de la force de gravitation qui maintient le satellite en rotation et d'une accélération considérée comme issue d'un mouvement circulaire uniforme de rayon~:
\[r=R_{Terre}+r_{Everest}+r_{sat.}=6371+8+5=\SI{6384}{\kilo\metre}\]
Ainsi, elle s'écrit~:
\begin{align*}
F&=G\cdot \frac{m_{sat.}\cdot M_{Terre}}{r^2}=m_{sat.}\cdot\frac{v^2}{r}=m\cdot a\\
&\rightarrow 6,67\cdot 10^{-11}\cdot\frac{5,97\cdot 10^{24}}{6384\cdot 10^3}=v^2\\
&\rightarrow v=\SI{7898}{\metre\per\second}=\SI{28433}{\kilo\metre\per\hour}
\end{align*}
\end{Solution OS}
\begin{Solution OS}{18}
@ -676,12 +683,13 @@
qui est bien supérieure à celle fournie pour augmenter la vitesse.
\medskip
La différence d'énergie potentielle et cinétique, soit 1'117'200-925'926 = \SI{191274}{\joule}, est perdue dans le frottement.
La différence d'énergie potentielle et cinétique, soit d'énergie mécanique~:\[\Delta E_{mec}=1'117'200-925'926 = \SI{251274}{\joule}\]
est perdue dans le frottement.
Comme la distance sur laquelle il s'exerce est de \SI{1800}{\metre}, on peut calculer la force de frottement moyenne par~:
\begin{align*}
A_{fr}&=F_fr\cdot d\;\Rightarrow\\
F_{fr}&=\frac{A_{fr}}{d}=\frac{191'274}{1'800}=\SI{106,3}{\newton}
F_{fr}&=\frac{A_{fr}}{d}=\frac{251'274}{1'800}=\SI{139,6}{\newton}
\end{align*}
C'est évidemment une estimation.