Feuille d'activités de la leçon : Vitesse orbitale Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer la vitesse orbitale d'un objet se déplaçant sur une orbite circulaire étant donné son rayon orbital et la masse de l'objet sur lequel il tourne.

Question 1

Quelle ligne sur le graphique indique la relation entre la vitesse orbitale et le rayon orbital des objets se déplaçant le long d'orbites circulaires en raison de la gravité?

  • Ala ligne orange
  • Bla ligne verte
  • Cla ligne rouge
  • Dla ligne bleue

Question 2

Nilesat 201 est un satellite de télécommunications dont l'orbite autour de la Terre a un rayon de 35‎ ‎800 km. Quelle est la vitesse orbitale de Nilesat 201? Supposons que le satellite suit une orbite circulaire. Utilise une valeur de 5,97×10 kg pour la masse de la Terre et 6,67×10 m3/kg⋅s2 pour la constante de gravitation universelle. Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.

  • A4,47×10 m/s
  • B1,05×10/ms
  • C1,11×10/ms
  • D3,34×10/ms
  • E2,23×10 m/s

Question 3

Une planète a une orbite circulaire autour d’une étoile. Elle tourne autour de l'étoile à une vitesse de 17,9 km/s, et l'étoile a une masse de 2,18×10 kg. Quel est le rayon de l'orbite de la planète? Utilise une valeur de 6,67×10 m3/kg⋅s2 pour la constante gravitationnelle universelle et 1,5×10 m pour la longueur de 1 UA. Donne ta réponse à l'unité astronomique la plus proche.

Question 4

Pour qu'un satellite suive une orbite circulaire autour de la Terre selon un rayon de 10‎ ‎000 km, quelle vitesse orbitale doit-elle avoir? Utilise une valeur de 5,97×10 kg pour la masse de la Terre et 6,67×10 m3⋅kg−1⋅s−2 pour la valeur de la constante gravitationnelle universelle. Donne ta réponse au mètre par seconde près.

Question 5

Titan est le plus grand satellite naturel de Saturne. En supposant que Titan suive une orbite circulaire, avec un rayon de 1‎ ‎220‎ ‎000 km et une vitesse orbitale de 5,57 km/s, calcule la masse de Saturne. Utilise une valeur de 6,67×10 m3⋅kg−1⋅s−2 pour la constante gravitationnelle universelle. Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.

  • A1,02×10 kg
  • B3,91×10 kg
  • C1,13×10 kg
  • D1,24×10 kg
  • E5,67×10 kg

Question 6

La formule 𝑀=4𝜋𝑟𝐺𝑇 peut être utilisé pour calculer la masse 𝑀 d'une planète ou d'une étoile à partir de la période orbitale 𝑇 et du rayon orbital 𝑟 d'un objet qui tourne sur une orbite circulaire autour de lui. On découvre qu'une planète orbite autour d'une étoile lointaine avec une période de 105 jours et un rayon de 0,480 UA. Quelle est la masse de l'étoile? Utilise une valeur de 6,67×10 m3/kg⋅s2 pour la constante gravitationnelle universelle et une valeur de 1,50×10 m pour la longueur d'1 UA. Donne ta réponse en notation scientifique, avec deux décimales.

  • A9,66×10 kg
  • B8,54×10 kg
  • C2,43×10 kg
  • D2,68×10 kg
  • E2,44×10 kg

Question 7

Io est l'une des quatre lunes galiléennes de Jupiter. Io effectue un tour complet autour de Jupiter en 1,77 jour. En supposant que l'orbite d'Io soit circulaire avec un rayon de 422‎ ‎000 km, calcule la masse de Jupiter. Utilise une valeur de 6,67×10 m3/kg⋅s2 pour la constante gravitationnelle universelle. Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.

  • A3,23×10 kg
  • B1,10×10 kg
  • C6,58×10 kg
  • D5,48×10 kg
  • E1,90×10 kg

Question 8

Phobos est le plus grand des deux satellites naturels de Mars. Il tourne autour de Mars à une vitesse de 2,14 km/s. En supposant qu'il suive une orbite circulaire, quel est le rayon de son orbite? Utilise une valeur de 6,42×10 kg pour la masse de Mars et une valeur de 6,67×10 m3/kg⋅s2 pour la constante gravitationnelle universelle. Arrondis ta réponse à un nombre entier de kilomètre.

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