Questions 11
Proposé par Kwiiz.ch

La gravitation

GYM3 Physique GYM PH 1

Kwiiz de physique (Secondaire II) sur la gravitation : la loi universelle de Newton (la pomme et la Lune), masse et poids, la loi en $1/r^2$, l'apesanteur comme chute libre, les marées et la réciprocité des forces. Avec de vraies surprises (les astronautes qui « tombent » sans cesse, deux personnes qui s'attirent, Cavendish qui « pèse » la Terre au laboratoire) et l'histoire de Newton. Aligné sur l'objectif GYM PH 1 (gravitation, GYM3) du plan d'études gymnasial.

Objectif du Plan d'études romand (PER)

GYM PH 1 — Discipline fondamentale : physique.

Aperçu des questions

1Dans chaque cas, la personne ressent-elle son poids (un appui la retient), ou flotte-t-elle sans aucun appui ?
2À l'altitude de la Station spatiale internationale (~400 km), la gravité terrestre est devenue négligeable ; c'est pourquoi les astronautes flottent.
VraiFaux
3Quelle est l'idée révolutionnaire de Newton sur la gravitation ?
La même force fait tomber une pomme et retient la Lune en orbiteLa gravité diminue avec la distance et n'atteint donc pas la LuneLa Lune tient en orbite grâce à une force centrifuge, différente de la gravitéChaque astre possède sa propre gravité, sans loi commune à tous
4La Lune « tombe » en permanence vers la Terre, et c'est précisément ce qui la maintient en orbite.
VraiFaux
5La force de gravitation varie en $1/r^2$ (loi de Newton). Si on double la distance au centre de la Terre, par combien la force de gravité est-elle divisée ?
6Deux personnes debout côte à côte s'attirent-elles l'une l'autre par gravitation ?
Non : la gravité n'agit qu'entre un objet et la TerreOui, mais cette force est bien trop faible pour être ressentieNon : seuls les astres exercent une force de gravitéOui, et cette force est comparable à celle qui nous attire vers la Terre
7Sur la Lune ($g \approx 1{,}6$ N/kg), un astronaute avec son équipement a un poids total de $240$ N. Quelle est sa masse totale (en kg) ?
8Qu'est-ce qui provoque principalement les marées des océans ?
L'attraction du Soleil seul, la Lune étant bien trop petite pour agirLa force centrifuge due à la seule rotation de la Terre sur elle-mêmeL'attraction gravitationnelle de la Lune (et du Soleil)L'attraction combinée de toutes les planètes du système solaire
9En mesurant en laboratoire l'attraction entre deux boules de plomb, on peut en déduire la masse de la Terre entière.
VraiFaux
10La Terre attire la pomme qui tombe. La pomme, elle, attire-t-elle la Terre ?
Non : seule la Terre, bien plus massive, exerce vraiment une attractionOui, mais avec une force beaucoup plus faible que celle de la TerreNon : la pomme est bien trop légère pour attirer un objet quelconqueOui, une force exactement égale à celle qu'elle subit
11La force de gravitation entre deux corps s'écrit $F = G\,\dfrac{m_1 m_2}{r^2}$. Si on triple chacune des deux masses (sans changer la distance), par combien la force est-elle multipliée ?

Les bonnes réponses se découvrent en jouant le Kwiiz.