Chapitre 12 : mouvement des satellites et des planètes


I) Les lois de Kepler

1ière loi ou loi des orbites elliptiques 1605

Toutes les orbites des planètes sont des ellipses dont le soleil occupe l'un des foyers.

2nd loi ou loi des aires (1604)

Pendant des intervalles de temps égaux Dt la planète balaye des surfaces 'S' de l'ellipse égales.
Schéma :
 

 

Si  Dt = t1-t0 = t3-t2
alors S1 = S2

3ième loi ou loi des périodes

La période de révolution (vidéo) au carré divisée par le demi-grand axe 'a' au cube est une constante.
Elle ne dépend pas de la planète mais uniquement de la masse MS du Soleil et de la constante d'attraction universelle G :

G = 6,67.10-11N.kg-2.m2 ;MS = 1,96.1030 kg.

 

 II) Force d’attraction gravitationnelle (vidéo)

Un corps ponctuel A de masse mA exerce sur un corps ponctuel B de masse mB une force d'attraction gravitationnelle telle que :

: vecteur unitaire (norme sans unité, égale à 1, de direction la droite AB et de sens de A vers B).
FA/B exprimé en Newton (N).
 

L'expression de cette force d'attraction gravitationnelle s'applique également pour des objets à symétrie sphérique,  pour lesquelles la matière est répartie uniformément dans toutes les directions. La force gravitationnelle s'applique alors au centre d'inertie du solide.

III) Le mouvement circulaire uniforme (vidéo)

1) La base de Frénet

Dans le cas des mouvements circulaires on n'utilise pas  le repère cartésien, mais le repère de Frenet, défini par deux vecteurs orthonormés dans le plan :

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