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Feuille d'activités de la leçon : Mécanique spatiale Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à utiliser la formule 𝑇 = 2π𝑟 / 𝑣 pour calculer les caractéristiques orbitales d’une planète, d’une lune ou d’un satellite artificiel sur une orbite circulaire.

Q1:

Deux planètes, A et B, sont en orbite autour d'une étoile. Les deux planètes ont des orbites circulaires. La planète A tourne autour de l'étoile à une distance de 1,5×10 km et à une vitesse de 30 km/s. La planète B tourne autour de l'étoile à une distance de 4,8×10 km et à une vitesse de 17 km/s.

Par quel facteur la longueur de l'orbite de la planète B est-elle supérieure à celle de la planète A?

Par quel facteur la durée d'une orbite de la planète B autour de l'étoile est-elle plus élevée que la durée de l'orbite de la planète A? Donne ta réponse à 1 décimale près.

Q2:

Un satellite tourne autour de la Terre à un rayon orbital de 10‎ ‎000 km. Sa période de révolution est de 2,8 heures. À quelle vitesse se déplace le satellite? Donne ta réponse au kilomètre par seconde près.

Q3:

Titan est la plus grande lune de Saturne. Elle a une orbite à peu près circulaire et tourne autour de Saturne à une distance de 1‎ ‎220‎ ‎000 km avec une période de 15,9 jours. À quelle vitesse Titan se déplace-t-elle le long de son orbite? Donne ta réponse au kilomètre par seconde près.

Q4:

Ce tableau montre des données sur Titan, le plus grand satellite naturel de Saturne. En utilisant ces données, calcule la période orbitale de Titan autour de Saturne. On fait l'hypothèse d'une orbite circulaire. Donne ta réponse en nombre entier de jours.

Titan (lune de Saturne)
diamètre5‎ ‎150 km
rayon orbital1‎ ‎220‎ ‎000 km
vitesse orbitale5,57 km/s
masse1,35×10 kg

Q5:

Un satellite est en orbite autour de la Terre selon un rayon orbital de 7‎ ‎720 km et se déplace à une vitesse de 7,2 km/s. Le satellite a une orbite circulaire.

Quelle est la circonférence de l'orbite du satellite? On donnera la réponse en kilomètres, en utilisant une écriture scientifique arrondie au dixième.

  • A9,8×10 km
  • B4,9×10 km
  • C7,7×10 km
  • D4,9×10 km
  • E7,7×10 km

Quelle est la période de l'orbite du satellite? On donne la réponse en minutes arrondie à la minute.

Q6:

Un satellite orbite autour de la Terre avec un rayon de 42‎ ‎200 km et une vitesse de 3,1 km/s. L'orbite du satellite est circulaire.

Quel est la circonférence de l'orbite de ce satellite? Donne la réponse en kilomètres et sous forme de notation scientifique avec une décimale pour la mantisse.

  • A2,7×10 km
  • B9,9×10 km
  • C4,2×10 km
  • D5,6×10 km
  • E9,6×10 km

Quelle est la période orbitale. Donne la réponse en heures, arrondi en nombre entier d'heure.

Q7:

Parmi les formules suivantes, laquelle permet d'exprimer la vitesse orbitale d’un satellite décrivant une orbite circulaire autour d’une planète en fonction de son rayon et de sa période orbitale? 𝑇 représente la période orbitale, 𝑣 la vitesse orbitale et 𝑟 le rayon orbital.

  • A𝑣=𝑝𝑖𝑟𝑇
  • B𝑣=𝑟𝑇
  • C𝑣=𝑇2𝑝𝑖𝑟
  • D𝑣=2𝑝𝑖𝑟𝑇
  • E𝑣=𝑇2𝑝𝑖𝑟

Q8:

Mercure parcourt 364 millions de kilomètres par révolution autour du Soleil. En supposant que Mercure ait une orbite circulaire, à quel éloignement du Soleil se situe son orbite? Donne ta réponse en notation scientifique, avec deux décimales.

  • A5,79×10 km
  • B5,79×10 km
  • C3,64×10 km
  • D1,16×10 km
  • E3,64×10 km

Q9:

Mars tourne autour du Soleil à une distance d'environ 228‎ ‎000‎ ‎000 km. En supposant que Mars a une orbite circulaire, quelle est la distance parcourue lorsqu'il effectue une révolution complète autour du Soleil? Donne ta réponse en notation scientifique, avec une décimale à la mantisse.

  • A1,4×10 km
  • B2,3×10km
  • C3,4×10km
  • D1,6×10km

Q10:

Vénus met 225 jours terrestres pour effectuer une révolution complète de son orbite autour du Soleil.

Cela équivaut à combien d'années terrestres? Utilise une valeur de 365 jours pour une année sidérale. Donne ta réponse à 2 décimales près.

Combien de temps la Terre met-elle pour effectuer une orbite au tour du Soleil en années vénusiennes? Donne ta réponse à 2 décimales près.

Cette leçon comprend 20 questions additionnelles pour les abonnés.

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