Chapitre 1 : Gravitation universelle

Chapitre 2 : Exemples d’actions mécaniques

Chapitre 3 : Le mouvement

Chapitre 4 : Principe d’inertie

Chapitre 5 : Equilibre d’un corps solide soumis à deux forces : applications

Chapitre 6 : Equilibre d’un corps solide soumis à trois forces non parallèles

Chapitre 7 : Equilibre d’un corps solide en rotation autour d’un axe fixe

Partie de mécanique

Plan de cours de TCS option français

PHYSIQUE

Chapitre 1 : Courant électrique continu

Chapitre 2 : Tension électrique

Chapitre 3 : Association des conducteurs ohmiques

Chapitre 4 : Caractéristiques de quelques dipôles passifs

Chapitre 5 : Caractéristique d’un générateur – caractéristique

d’un récepteur – point de fonctionnement

Chapitre 6 : Le transistor

Chapitre 7 : L’amplificateur opérationnel

Partie d’électricité

*Chapitre 1

PHYSIQUE T C S

D’après Newton :

Deux corps A et B ponctuels de masses respectives

mA et mB , séparés d’une distance d, exercent l’un sur

l’autre des forces d’attraction gravitationnelle.

1- L’interaction gravitationnelle

1-1- Enoncé de la loi d'attraction gravitationnelle

Am

Bm

A

B

d

A/BF

B/AF

A/BF : La force exercée par le corps A sur le corps B

B/AF : La force exercée par le corps B sur le corps A

Les caractéristiques de la force d’attraction gravitationnelle

sont les suivantes :

A BA/B B/A 2

m .mF = F = G

d2 2(N.m .Kg )

(Kg)

(m)

- Droite d’action : la droite joignant les centres de A et B.

- Sens : orienté vers le corps qui exerce la force

- Intensité :

mA et mB sont des masses exprimées en kilogramme (kg);

d est la distance entre les deux corps en mètre (m) ;

G : constante de gravitation universelle G = 6,67.10-11 N.kg-2.m2

sont des forces exprimées en Newton (N). A/B B/AF et F

2-1- Application

déterminer la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre

sur la Lune

Données : Masse de la Terre : MT = 5,98.1024 kg

Masse de la Lune : ML = 7,35.1022 kg

Distance les séparant : d = 3,83.108 m

L/T T/LF = F = F L T2

m .m= G.

d

24 22-11

28

5,98.10 .7,35.10= 6,67.10 .

3,83.10

20= 1,99.10 N

2- poids d’un corps à la surface de la terre

Le poids est une force qui s’exerce sur tout corps possédant une

masse, il possède les caractéristiques suivantes :

0P

- Sens : orienté de haut en bas.

- Intensité : 0 0P = m.g

P0 est une force exprimée en Newton (N) ;

m est la masse du corps exprimée en kilogramme (kg) ;

g0 = Intensité de la pesanteur à la surface de la terre = 9,8 N.kg-1.

3- Poids et force d'attraction gravitationnelle

la force d’attraction à est assimilé P d’un corps A de masse m Le poids

gravitationnelle FTerre/A qu’exerce la Terre (de masse MT) sur ce corps

situé à sa surface (ou à une certaine altitude) :

-Droite d’action : celle de la verticale du lieu.

T0 2

T

m.MP = F = G

R

. FTd = R

Corps (S) de masse m

T0 2

T

m.Mm.g = G

R

T0 2

T

Mg = G 9,73N / Kg

RDans ce cas :

4- Variation de l’intensité du champ de pesanteur g

1-4-Expression de l’intensité de la pesanteur gh à une altitude h de la surface de la terre .

à laquelle se trouve un objet , altitudeD’une façon générale : Si h est l’

et RT le rayon de la terre , alors on a : hP F

1( )

hP F 2 T

h

m.Mm.g G

d T

2

T

m.M= G

R + h

0P F

d

TR

(S)

hP =F

OTerre

m

T(M )

h

Soit :

Th 2

T

Mg =G

R +h2( )

Devisons la relation (2) par la relation (1) , On obtient :

T

2

Th

T02

T

MG

R + hg=

MgG

R

2

Th 0 2

T

Rg = g .

R + h

g0 : Intensité de la pesanteur à la surface de la terre = 9,8 N.kg-1.

gh : Intensité de la pesanteur à une altitude h de la surface de la terre .

d'une façon générale en définie le poids d’un corps à une altitude h de la

surface de la terre par la relation suivante : h hP = m.g

2-4-Poids d’un corps à une altitude h de la surface de la terre.

à la Nous avons trouvé l’expression de l’accélération de la pesanteur

de la terre : surface T0 2

T

Mg =G

R

cette Xet de rayon R Xd’une planète X de masse Mà la surface Mais

expression devient : XX 2

X

Mg =G

R

2

Th 0 2

T

Rg = g .

R + hAvec:

Remarque:

Symbole Préfixe Facteur K Kilo 103 M Mega 106 G Géga 109 T Téra 1012

Multiples

5- L’échelle des longueurs de l’univers .

Sous - Multiples

Symbole Préfixe Facteur m Milli 10-3

μ Micro 10-6

n Nano 10-9 p Pico 10-12

1-5- Ordre de grandeur a- L'écriture scientifique: C’est l’écriture d’un nombre X sous la

forme du produit : a.10b

.négatifou positif: entier bet 10 < a≤ 1 : nombre décimal a

bX =a.10 m Avec : 1 ≤ a < 10

2-5-L’échelle des longueurs

-1510 -12

10-9

10-6

10 -310

010 3

106

109

1012

10

Le

noyau

de

l’atome

l’atome

La c

ellu

le

L’homme

Le

rayon

de

la t

erre

Le

rayon

du

sole

il

La d

ista

nce

terr

e -

sole

il

2610

L’univers

Longueurs en mètre (m)

b- L’ordre de grandeur de X est : Si a < 5 donc bX 10 mb10 m

donc b+1X 10 mb+110 m

~

~ Si a ≥ 5

c-Application :

donner en mètre l'ordre de grandeur des longueurs suivantes :

rH=53pm d=4,2m RL=1730Km L=90μm h=16Km

Application 1 :

La masse d’un corps (S) est m = 50Kg

1-Sachant que g0 = 9,81N/Kg .Calculer le poids du corps P0 à la surface

de la terre .

2-Calculer son poids Ph à une altitude h = 8000m de la surface de la

terre .

3-Calculer PL le poids du corps (S) à la surface de la lune ; comparer P0

et PL .

-11 2 -2G=6,67.10 N.m .Kg

g0 = 9,81 N.Kg-1

22LM =7,35.10 Kg

LR =1730Km

RT = 6400 Km

-Le rayon de la lune :

-Le rayon de la terre : -La masse de la lune :

Les données de l’exercice:

-Intensité de la pesanteur à la surface de la terre:

-constante de gravitation universelle:

1°) Représenter la force de gravitation exercée par Jupiter sur la sonde

Voyager I lors du survol de la planète à la distance minimale :

Données : masse de la sonde : 800 kg ; masse de Jupiter : 1,9 x 1027 kg ;

distance minimale de survol par rapport au centre de Jupiter : 721670

km.

Echelle : 1 cm représente 100 N

2°) Calculer l’intensité de la force de gravitation exercée par la Terre sur

la Lune. Représenter cette force en choisissant une échelle.

Données : masse de la Lune : mL 7,34 x 1022 kg ;

masse de la Terre : mT 5,98 x 1024 kg;

distance Terre –Lune (de centre à centre) : 3,84.105 km

3°) Calculer l’intensité de la force de gravitation exercée par la Terre sur

une personne de masse m = 80 kg, à la surface de la Terre.

Données : RT6,38.103 km

Calculer l’intensité de la force de gravitation entre deux personnes de

même masse m 80 kg, distantes de 1,0 m. Comparer ces deux forces.

Application 2 :

EXERCICE :