Les Satellites et leurs applications
1 4 La vie d’un satellite Fig 2 Un satellite commence sa vie dans l’espace replié sous la coiffe du lanceur (fusé), qui protége des frottements de l’air lors du passage dans l’atmosphère Le satellite de sépare du lanceur lorsqu’il est sur l’orbite dans les heures qui suivent, les panneaux solaires sont déployés, son altitude 4
Yola
1 Montrer que l'altitude d'un satellite géostationnaire est d —35800 km On donne le rayon de la terre 6400 km et la constante =G 3 986 • 1014 2 Calculer la vitesse de ce satellite 3 Calculer l'affaiblissement en espace libre d'un satellite situé à d —36000km et à une fréquence def=6Ghz Exercice n 02
THEME : SPORT TP 8 : mise en orbite d’un satellite
TP 8 : mise en orbite d’un satellite I Introduction : Le ut de ette ativité est, dans un premier temps, de réussir à simuler la mise en orite d’un satellite Pour cela : - ouvrez « communlogiciels » sur l’ordinateur, puis liquez sur « 2nde », puis sur « 2nd hachette physique », puis sur « Lancer_Physique »
Un exemple dexercice liant satellites et relativité
dans le ciel au bout d'un jour sidéral Extrait de Wikipedia A La trajectoire des satellites On envisage l'étude d'un satellite GPS situé à l'altitude h = 20 200 km, considéré comme ponctuel La Terre de rayon RT=6,38×10 3km est à répartition sphérique de masse, et sa masse est MT = 5,97 1024 kg, la constante de gravitation : G=6,67
Eléments dOrbitographie 1 - WordPresscom
L’énergie mécanique E d’un satellite en orbite elliptique terrestre est : E = – G M m / 2a = ½ mv ½ mv ² – G M m / r avec : - G = constante de gravitation - M = masse de la Terre - m = masse du satellite - v = vitesse du satellite sur l’orbite - r = distance satellite–centre Terre - 2a = longueur du grand axe de l’ellipse
BURKINA FASO
On peut alors exprimer v en fonction de l’altitude h, de R T et de =√ + = =√ + La vitesse du satellite en orbite circulaire n’est fonction que de son altitude Période du satellite La période de révolution T d’un satellite est le temps qu’il met pour effectuer un tour complet de son orbite = =2 ???? =2???? √ ????
Fiabilité et durée de vie d’un satellite
1 - Fiabilité et durée de vie d’un satellite Un satellite est constitué principalement d’équipements électroniques Il fait l’objet d’une exigence de durée de vie (10 ans par exemple) et de fiabilité (0,7 à 10 ans par exemple, ce qui signifie que le satellite à 30 de malchance de ne pas achever la mission prévue) 1 1 Fiabilité
Le drone Zephyr, pseudolite à haute altitude d’Airbus, vole
satellite et la flexibilité d’un drone Le seul avion de ligne qui ait évolué à cette altitude est le Concorde, et seuls les célèbres avions militaires U2 et SR-71 Blackbird étaient capables d’opérer à des niveaux comparables
Niveau : Tronc Commun scientifique - option français (TCSBiof
Exercice 9:)(mouvement d'un satellite Un satellite artificiel décrit autour de la terre, d'un mouvement uniforme, une orbite circulaire située dans le plan de l'équateur, à une altitude h au-dessus du sol 1) A l'altitude h = 300 km, le satellite accompli un tour en 1h 30 min calculer la vitesse du satellite sur son orbite
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THEME : SPORT
TP 8 : m
I. Introduction :
Le but de cette actiǀitĠ est, dans un premier temps, de rĠussir ă simuler la mise en orbite d'un satellite.
" Lancer_Physique »Vous êtes maintenant sur le point de réaliser la mise en orbite d'un satellite autour de la Terre, ă l'aide du simulateur proposĠ.
Simulation de la mise en orbite / causes des faits observés : A l'aide du simulateur, ǀous pouǀez agir sur deudž paramètres : lesquels ?Fidžez, pour plus de ǀisibilitĠ, l'altitude du satellite ă h = 20 000 km puis complĠtez le tableau suiǀantΎ, d'aprğs ǀos
observations : Altitude h = 20 000 km Fait(s) observé(s) Trajectoire(s) et type de mouvement observésMise en
orbite réussie ?Cause(s) du mouvement
observé ? Cas 1Vitesse v1 = 6 km.s-1
Cas 2Vitesse v2 = 3 km.s-1
Cas 3Vitesse v3 = 1 km.s-1
Que signifie selon vous la phrase : " un satellite est en orbite autour de la Terre » ?THEME : SPORT
* Si vous obtenez des résultats similaires avec des vitesses différentes, notez un seul résultat.
II. QUESTIONS :
Nous nous plaçons dans le cas où la mise en orbite est réussie. **Recherche Internet possible
2. Complétez et légendez le schéma en tentant de représenter la force de gravitation responsable du
mouvement du satellite :3. Yui nous a permis de connaŠtre cette force d'attraction gravitationnelle ? Et quand ?**
4. DĠterminez l'edžpression (formule) de la ǀaleur de la force de graǀitation existant entre la Terre et le satellite** :
5. Calculez la valeur de la force de gravitation existant entre la Terre et le satellite :
Données :
msat = 700 kg mTerre = 5,98×1024 kgRTerre (rayon) = 6,38×103 km
h = 20 000 kmG = 6,67 x 10-11 S.I
THEME : SPORT
6. Recherchez la dĠfinition d'un satellite géostationnaire et donnez-en un exemple** :
7. DĠterminez la ǀitesse moyenne d'un satellite gĠostationnaire sur son orbite, considérée comme circulaire :
III. APPLICATION AU SYSTEME TERRE-LUNE :
1. Que représente la Lune, pour la Terre ?
2. DĠterminez l'edžpression de la ǀaleur de la force de graǀitation existant entre la Terre et la Lune :
3. Calculez la valeur de la force de gravitation liant la Terre et la Lune :
Données
: mLune = 7,35 x 1022 kgDterre-Lune = 3,84 x 105 km
4. Yuelle serait la trajectoire de la Lune en l'absence de cette force d'attraction graǀitationnelle ? Pourquoi ?
THEME : SPORT
IV. LA GRAVITATION ? POUR NEWTON, UNE HISTOIRE DE POMME !Comme tous les objets, la pomme est attirée par la Terre du fait de la force de gravitation. Mais on dit aussi que la pomme tombe
suivant : Une pomme de masse m = 100 g est posée sur le sol.1) Donner l'edžpression de la ǀaleur P de son poids en fonction de gTerre et m. La calculer.
2) Donner l'edžpression de la ǀaleur F de la force d'attraction graǀitationnelle edžercĠe par la Terre sur la pomme. La calculer.
données : gTerre = 9,8 N.kg-1 ; mTerre = 5,98×1024 kg ; RTerre (rayon) = 6,38×103 km ; G = 6,67×10-11 (USI)
3) Comparer F et P. Conclure :
THEME : SPORT
FICHE PROFESSEUR
Cette activité a pour objectifs, davantage que de réaliser la simulation simplifiée de mise en orbite d'un satellite :
- de réveiller la notion de gravitation abordée au collège en classe de 3ème.- de faire rechercher par l'Ġlğǀe l'edžpression de la force de graǀitation et de s'approprier cette edžpression par le calcul.
- de souligner l'influence de la vitesse de mise en orbite et donc de la vitesse du satellite en orbite
- de faire l'analogie aǀec le systğme naturel Terre-Lune}. - d'identifier force d'attraction graǀitationnelle terrestre aǀec le poids terrestre.Procédure :
Les feuilles 1 ă 3 seront ă distribuer au fur et ă mesure de l'aǀancement de l'actiǀitĠ.
Dans l'introduction ǀidĠo-projection : un satellite, comment ça marche ? suiǀi de l'introduction de l'animation-simulation.
Au II question 6, vidéo-projection de prolongements de l'animation-simulation.A noter :
principe orbite est choisie.Egalement, mġme si cela n'est plus edžigible, il m'a semblĠ ġtre plus edžplicite de demander de reprĠsenter la force de
gravitation entre la Terre et le satellite. les 3 cas suivants :- vitesse trop élevée ͗ le satellite s'Ġchappe (possibilitĠ de rappeler le principe d'inertie)
- vitesse trop faible : le satellite retombe et s'Ġcrase sur la Terre.- vitesse adéquate : mise en orbite réussie (ex ͗ pour h с 20 000 km prĠfĠrĠe ă l'altitude gĠostationnaire pour une
meilleure visualisation des trajectoires, ǀ у 3,9 km.s-1)Prolongement possible :
Une séance de cours supplémentaire permettra de mettre en évidence simplement le champ de gravitation
Lune.FICHE MATERIEL-TP Gravitation / Satellite
THEME : SPORT
- Salle avec vidéo-projecteur + HP. - 9 postes avec PC + accès internet- 9 copies du CD-ROM Hachette Seconde (ancien programme) - à récupérer en fin de séance !
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