Feuille d'activités : Loi de Newton de la gravitation universelle

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à résoudre des problèmes pour une particule s'éloignant de la surface de la Terre ou se dirigeant vers elle à l'aide de la loi de la gravitation universelle de Newton.

Q1:

Si la force gravitationnelle entre deux masses était de 10 newtons à une certaine distance, quelle serait-elle si la distance doublait?

  • A 2 5 N
  • B 5 N
  • C 1 5 N
  • D 5 2 N

Q2:

Détermine la force d'attraction gravitationnelle entre deux balles identiques de masse 3,01 kg chacune, sachant que la distance entre leurs centres est de 15,05 cm, et que la constante universelle de gravitation est 6 , 6 7 × 1 0 N⋅m2/kg2.

  • A 4 , 0 1 5 × 1 0 N
  • B 2 , 6 6 8 × 1 0 N
  • C 2 , 6 6 8 × 1 0 N
  • D 2 , 6 6 8 × 1 0 N

Q3:

Sachant que la force gravitationnelle entre deux objets de masses 4,6 kg et 2,9 kg est égale à 3 , 2 × 1 0 N, calcule la distance entre leurs centres, en prenant comme constante gravitationnelle 𝐺 = 6 , 6 7 × 1 0 / N m k g .

Q4:

Sachant que la force de gravité agissant entre le soleil et une planète est de 4 , 3 7 × 1 0 2 1 N, que la planète a pour masse 2 , 9 × 1 0 2 4 kg, et que celle du Soleil est de 1 , 9 × 1 0 3 0 kg, calcule la distance entre eux. Considère pour constante universelle de gravitation 𝐺 = 6 , 6 7 × 1 0 / 1 1 2 2 N m k g .

  • A 1 , 1 2 3 × 1 0 1 1 m
  • B 8 , 4 1 × 1 0 2 2 m
  • C 4 , 3 4 8 × 1 0 1 0 m
  • D 2 , 9 × 1 0 1 1 m

Q5:

Un satellite de masse 1,02 tonnes est en orbite autour de la Terre à une altitude constante. La masse de la Terre vaut 6 × 1 0 kg, son rayon vaut 6‎ ‎360 km, et la force gravitationnelle entre la Terre et le satellite vaut 6 , 6 × 1 0 N, calcule l'altitude de l’orbite du satellite arrondie au kilomètre près. Prends pour constante gravitationnelle universelle 𝐺 = 6 , 6 7 × 1 0 / N m k g .

Q6:

Sachant que la masse et le diamètre d’une planète sont respectivement 3 et 6 fois ceux de la Terre, calcule le rapport entre l’accélération due à la gravité sur cette planète et celle due à la gravité sur la Terre.

  • A 1 0 8 1
  • B 1 2
  • C 1 1 0 8
  • D 1 1 2
  • E 1 2 1

Q7:

Calcule la masse d'une planète, sachant que l'accélération gravitationnelle à sa surface est de 6,003 m/s2, que son rayon est de 2‎ ‎400 km, et que la constante gravitationnelle universelle vaut 6 , 6 7 × 1 0 N⋅m2/kg2.

  • A 5 , 1 8 4 × 1 0 kg
  • B 6 , 4 × 1 0 kg
  • C 6 , 4 × 1 0 kg
  • D 5 , 1 8 4 × 1 0 kg

Q8:

Si la masse d'une planète est égale à 4 , 0 8 × 1 0 kg, et son rayon vaut 6‎ ‎152 km, calcule l'accélération gravitationnelle en un point situé 500 km sous la surface. On prend pour constante gravitationnelle universelle 6 , 6 7 × 1 0 N⋅m2/kg2.

Q9:

Sachant qu'une planète a une masse de 6 , 0 1 × 1 0 kg et un rayon de 6‎ ‎014 km, calcule l'accélération gravitationnelle sur sa surface au centième près. On prend comme constante gravitationnelle universelle 6 , 6 7 × 1 0 N⋅m2/kg2.

Q10:

La masse d'une planète est égale à 0,48 fois la masse de la Terre. L'accélération due à la gravité à la surface de cette planète est de 0,12 fois celle à la surface de la Terre. Sachant que le rayon de la Terre vaut 6 , 3 4 × 1 0 m, calcule le rayon de l'autre planète.

  • A 2 , 5 3 6 × 1 0 m
  • B 1 , 2 6 8 × 1 0 m
  • C 2 , 5 3 6 × 1 0 m
  • D 1 , 2 6 8 × 1 0 m

Q11:

Un astronaute a fait tombé un objet d'une hauteur de 2‎ ‎352 cm au-dessus de la surface d'une planète, et l'objet a atteint la surface après 8 s. La masse de la planète est de 7 , 1 6 4 × 1 0 kg, tandis que celle de la Terre est de 5 , 9 7 × 1 0 kg, et le rayon de la Terre est égal à 6 , 3 4 × 1 0 m. Sachant que l'accélération gravitationnelle de la Terre est 𝑔 = 9 , 8 / m s , calcule le rayon de l'autre planète.

  • A 2 , 1 1 3 × 1 0 m
  • B 2 , 5 3 6 × 1 0 m
  • C 2 , 1 1 3 × 1 0 m
  • D 2 , 5 3 6 × 1 0 m

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