2010 : Satellite géostationnaire

 

Données  :  Constante de gravitation G = 6,6710-11 S.I,     masse de la Terre M = 6.1024 kg,

                    Rayon de la terre R= 6400 km,                     distance Terre-Soleil d = 1,5.108 km.

3.1. Deux corps ponctuels A et B, de masses respectives m et m’, séparés par une distance d, s’attirent selon la loi de la gravitation universelle.

Rappeler l’expression de l’intensité des forces d’interaction gravitationnelle, s’exerçant entre les corps A et B.                                                                                                                                    (0,25 pt)

3.2. Dans l’espace, le soleil, la Terre et autres astres, peuvent être considérés comme des corps ponctuels. Le Soleil exerce sur la Terre une force de gravitation d’intensité F = 3,5.1022 N.

Déterminer la valeur de la masse du Soleil.                                                                          (0,5 pt)

3.3. Dans le champ de gravitation, un satellite de la Terre, en mouvement dans le plan de l’équateur, y effectue un mouvement circulaire uniforme à l’altitude h1 = 400 km.

3.3.1. Préciser le référentiel d’étude du mouvement de ce satellite.                                    (0,25 pt)

3.3.2. Exprimer la vitesse linéaire V de ce satellite, puis calculer sa valeur.                       (0,5 pt)

3.3.3. Etablir les expressions littérales de la période T et de la vitesse angulaire w du satellite dans ce même repère. Faire l’application numérique.                                                                       (01 pt)

3.4. Entre autres conditions, un satellite de la Terre est géostationnaire si la période de son mouvement vaut 86.400 s. Justifier cette valeur de la période.                                                            (0,25 pt)

3.5. Exprimer puis calculer l’altitude h d’un satellite géostationnaire.                                   (0,75pt)

 

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