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Pourquoi un satellite ne retombe-t-il pas sur Terre?

 

Avant de vous parler des satellites et de leurs orbites, il faut que je vous parle de M. Isaac Newton, un illustre savant du 18eme siècle.

 

Pourquoi les objets tournent-ils autour de la terre?

 

A cette époque Newton se pose une question : pourquoi certains objets tombent ( les boulets de canon par exemple) et d’autres tournent autour de la terre (comme la lune)? Il imagine une explication

Imaginons un canon à la surface de la Terre qui tire des boulets en ligne droite parallèlement au sol. Plus la vitesse initiale du boulet est grande, plus il retombe loin. Un boulet tiré, commence par parcourir une ligne droite dans l'alignement du fût du canon, puis progressivement s'en éloigne car il chute vers le sol.

 

Un boulet tiré avec une vitesse faible retombe assez vite sur le sol

 

Un boulet tiré avec une vitesse initiale plus grande retombera plus loin. nous commençons ici à voir la courbure de la terre.

 

Maintenant considérons le cas d'un boulet tiré avec une TRES grande vitesse initiale. Comme prévu, il commence par suivre la ligne de tir puis progressivement s'en éloigne pour chuter. Mais il nous faut considérer le phénomène suivant : étant donné qu'il parcourt une très grande distance avant d'atteindre le sol il va voir le sol s'éloigner de lui ! Parce que la Terre est ronde et si vous vous déplacez dans l'air suivant une exacte ligne droite, inévitablement vous vous éloignez du sol, puisqu'il est COURBE. Suivant ce raisonnement, si le boulet est tiré suffisamment vite, il est possible que le sol s'éloigne plus vite du boulet (du fait de la courbure de la Terre) qu'il ne chute vers le sol. Dans ce cas le boulet n'atteindra jamais le sol et partira dans l'espace. Sous certaines conditions, il est satellisé autour de la Terre, sinon, il est éjecté dans l'espace et se sépare complètement de la Terre.

La Lune est par conséquent un corps qui chute constamment vers la Terre, mais étant donné sa vitesse et son éloignement, elle n'atteint jamais la Terre qui se dérobe constamment. Elle adopte un mouvement circulaire autour de la Terre car la force de gravitation l'oblige quand même à suivre la Terre dans son mouvement.Elvis Basket Mix Rete Lurex Rose x0fx6qURw

 

 

 

Les trois lois de Newton

 

Newton va alors établir les trois lois “dites” de Newton :

1ère loi :

Tout objet en état de mouvement rectiligne uniforme et soumis à aucune force extérieure, conserve son mouvement.

 

2ème loi :

La relation entre la force (F) appliquée à un corps et son accélération (a, définie comme la dérivée seconde du mouvement par rapport au temps) s'écrit :

F=m a, où m est la masse du corps (F et a sont des vecteurs)

Lacets Baskets Athlétiques Chaussures Femme Air Mesh Gym 34 Blanc 39 Violet 5cm Sneakers Running Sport Compensée Noir Rose Talon Plateforme C'est le principe fondamental de la dynamique.

C'est la plus puissante des trois lois, car elle permet de calculer quantitativement le mouvement des corps. De plus, on remarquera que si F=0, alors a=0, on retrouve alors la première loi.

C'est aussi une révolution comparée à la physique d'Aristote, qui lui supposait que la force s'exerçant sur un corps est proportionnelle à sa vitesse, et non à son accélération.

 

3ème loi :

Tout corps soumis à une force exerce en retour une force de même intensité et de direction opposée.

C'est pour cela que l'on tient sur le plancher sans passer au travers !


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La loi de gravitation

 

Grâce à sa deuxième loi, Newton pourra établir la loi de gravitation

Fg= GmM/ R2

 

G a pu être mesuré expérimentalement, et vaut : 6.67259 10-11 m3 kg-1.s-2

M et m étant les masses des deux corps

R étant la distance de ces deux corps

C’est grâce à cette formule que Newton pourra calculer le mouvement  des planètes qui est la résultante d'un équilibre entre deux phénomènes :

  • La force de gravitation qui attire les planètes vers le Soleil

  • L'inertie des corps qui les obligent à continuer dans un mouvement rectiligne (on peut se représenter cela comme une force dite inertielle).

 

Ces mêmes principes s’appliquent aux mouvement des satellites autour de la terre.

 

Parlons maintenant de différentes orbites...

 

 

Les images de cette page proviennent de http://www.aim.ufr-physique.univ-paris7.fr/CHARNOZ/homepage/GRAVITATION/grav5.html

 

 

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