[PDF] [PDF] Doù viennent les pouvoirs de Superman

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Chapitre 10 : MODELISER UNE ACTION MECANIQUE SUR UN SYSTEME AD n°3 : D'où viennent les pouvoirs de Superman ? Comme chacun sait la science-fiction c'est un peu de science et beaucoup de fiction.

Superman n'échappe pas à la règle.

Mais en fait, quelles explications ont donné les auteurs du scénario de Superman ? Superman a été créé pour une bande dessinée en 1938. Ses superpouvoirs se sont développés au fil des albums. Ainsi en 2018, Superman est capable de voler jusqu'à la planète Mars alors que dans le premier album, il ne vole pas mais saute tout de même plus haut qu'un immeuble de vingt étages (60m de hauteur) et fait des bonds de 200 m de longueur.

Document n°1 : Superman

Vers la fin des années 1940, les textes décrivirent le peuple de Krypton comme des humains plutôt ordinaires et

cherchèrent l'origine des pouvoirs de Superman dans la physique». [...] C'est dans la différence de gravité entre Krypton,

sa planète de naissance et la Terre que réside la source des pouvoirs de l'Homme d'Acier. [...]

Au XVIIe siècle, Isaac Newton a découvert que deux corps massifs s'attirent avec une force proportionnelle au produit

de leur masse et inversement proportionnelle au carré de leur distance.

Souvenons-nous des bonds que faisaient les cosmonautes sur la Lune, alors qu'ils portaient un scaphandre si énorme

(plus de 100 kg !) que leur mobilité terrestre s'en trouvait très réduite. C'est que la gravité de la Lune, c'est-à-dire la force

avec laquelle la Lune attire les masses, est 6 fois moins importante que celle de la Terre. Il lui est aisé de faire des bonds

de cabri ! Toutes choses égales par ailleurs, un saut sera donc d'autant plus long que l'intensité de la pesanteur est

faible. Autrement dit, un sauteur franchissant 2 m en hauteur sur la Terre, franchira, sans scaphandre bien sûr, 12 m de

hauteur sur la Lune !

[...] Supposons que, sur Krypton, Superman ait eu des performances proches de celles d'un athlète humain sur la Terre.

Ses capacités physiques lui permettaient donc de franchir environ 7 m en longueur et 2 m en hauteur.

Ses performances terrestres seront nettement plus impressionnantes, d'un facteur égal au rapport entre la gravité

kryptonienne et la gravité terrestre. [...] L'intensité de la pesanteur à la surface de Krypton est à peu près 30 fois

supérieure à celle de la Terre. Un être humain transporté sur Krypton aurait l'impression de peser comme un rhinocéros

sur la Terre». D'après "D'où viennent les pouvoirs de Superman ? Physique Ordinaire d'un super héros»,

Roland Lehoucq, EDP sciences.

Document n°2 : Données

masse de Superman : m Sup = 90 kg ; masse de la Terre : m T = 5,98 x 10 24
kg ; rayon de la Terre : R T = 6,38 x 10 6 m ; rayon de Mars : R M = 3390 km ; masse de Mars : m M = 6,42 x 10 23
kg intensité de pesanteur terrestre : g T = 9,8 N.kg -1

COMPETENCES QUESTIONS

S'APPROPRIER

Rechercher et

organiser l'information

ANALYSER /

RAISONNER

Formuler des

hypothèses 1

ère

partie : Superman sur la Terre......

1. Quelle est l'origine des pouvoirs de superman ?

2. D'après le texte à quoi est due notre sensation de pesanteur sur Terre ?

3. Donner l'expression littérale adaptée puis calculer la valeur de force d'attraction

gravitationnelle F T/Sup exercée par la Terre sur Superman. On considère que Superman se trouve à la surface de la Terre.

4. Rappeler l'expression littérale du poids d'un objet puis calculer le poids de

Superman à la surface de la Terre.

5. Que remarque - t - on ? A quoi peut être assimilé le poids d'un objet de masse m

au voisinage d'une planète ?

6. Représenter la force í µ

T/Sup exercée par la Terre sur Superman. (échelle utilisée : 2,0 cm représentent 400 N)

7. D'après le texte de quoi dépend l'intensité de la pesanteur d'une planète ?

8. En comparant l'expression littérale des deux relations établies aux questions 3 et 4 :

a) justifier votre réponse précédente en donnant l'expression littérale de g T b) vérifier que la valeur de g T est bien de 9,8 N.kg -1

VALIDER

Interpréter des

résultats 2

ème

partie : Superman sur Krypton......

9. En vous aidant de l'avant dernière phrase du texte, donner l'expression de

l'intensité de la pesanteur sur Krypton notée g K

10. a) Calculer la valeur du poids de Superman sur Krypton.

b) Comparer cette valeur à celle du poids de Superman sur la Terre. c) Expliquer alors la dernière phrase du texte. 3

ème

partie : et si Superman allait sur la planète Mars ?

11. Déterminer l'expression vectorielle de la force d'interaction gravitationnelle

exercée par Mars sur Superman en fonction de la constante universelle de gravitation G, de la masse de Superman, de la masse de Mars, du rayon de Mars et du vecteur unitaire entre Mars et Superman 𝑢⃗ M/Sup , orienté de Superman vers Mars.

12. En vous aidant de la réponse aux questions 5, 8 et 11 exprimer puis calculer

l'intensité de la pesanteur sur Mars.

13. S'il avait pu se rendre sur Mars en 1938 avec ses superpouvoirs de l'époque,

Superman y aurait-il été aussi performant que sur Terre ?quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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