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Mécanique du point. Tome II

Résumé

Dans ce second volume sur la mécanique du point, l'auteur confronte modélisation et expérimentation en expliquant les trois lois des mouvements des planètes définies par Kepler ainsi que la loi de gravitation de Newton. L'astre attracteur est également abordé. ©Electre 2023


  • Éditeur(s)
  • Date
    • DL 2023
  • Autre(s) forme(s) de titre
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (140 p.) : graph., couv. ill. ; 24 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-38395-031-8
  • Indice
    • 531 Mécanique des solides, rhéologie
  • Quatrième de couverture
    • Mécanique du point

      Après un premier tome où a été mise en place l'axiomatique de la mécanique du point, nous allons commencer par refaire l'histoire et montrer comment, à partir de presque rien, Kepler a dégagé les lois des mouvements des planètes du système solaire. Puis nous verrons que la loi de gravitation de Newton rend compte parfaitement des trois lois de Kepler. Nous ferons là vraiment de la physique, en confrontant modélisation et expérimentation.

      Et bien évidemment, tout ne va pas se passer exactement comme prévu : sur une grande échelle de temps, l'orbite des planètes subit de petites modifications, précession du périastre et du plan de l'orbite, entre autres, que nous expliquerons par le bourrelet équatorial de l'astre attracteur.

      Ensuite nous vous emmènerons dans un voyage vers la planète Mars, nous vous apprendrons à économiser le carburant et à bien choisir le moment du départ. À l'approche du but, nous vous apprendrons les manoeuvres précises à effectuer soit pour vous mettre à tourner autour de Mars (en vue d'un atterrissage) soit au contraire vous faire catapulter vers Jupiter. Une véritable leçon de conduite en vue du permis.

      Nous vous apprendrons aussi à traquer les comètes qui ont appris à se faire catapulter pour tenter de disparaître, à peser les planètes, les étoiles de notre galaxie, les galaxies, à mesurer à quelle distance de nous se trouve tout ce beau monde.

      Et pour nous délasser, l'étude du choc entre points fera office de partie de pétanque. On vous proposera une résolution graphique du problème, bien plus efficace que de longs calculs.


  • Tables des matières
      • Mécanique du point

      • Tome II

      • Joël Sornette

      • Cépaduès-éditions

      • Introduction.7
      • Conseils de l'auteur pour la lecture10
      • 7 Deux points matériels en interaction11
      • 7.1 Réduction du « problème à deux corps »11
      • 7.1.1 Référentiel barycentrique11
      • 7.1.2 La réduction12
      • 7.1.3 Remarques sur le moment et l'énergie cinétique du système16
      • 7.1.4 Exercice : oscillations d'une molécule diatomique17
      • 7.2 A retenir de ce chapitre17
      • 7.3 Corrigé de l'exercice de ce chapitre18
      • 8 Les lois de Kepler19
      • 8.1 Le préalable connu : la période orbitale des planètes19
      • 8.2 La lente et difficile découverte21
      • 8.3 Les trois lois23
      • 8.4 A retenir de ce chapitre24
      • 9 Mouvements à force centrale25
      • 9.1 Conservation du moment cinétique et conséquences25
      • 9.1.1 Conservation du moment cinétique25
      • 9.1.2 Le mouvement est plan26
      • 9.1.3 La loi des aires26
      • 9.1.4 Notion de potentiel effectif28
      • 9.2 La méthode de Binet30
      • 9.2.1 La problématique30
      • 9.2.2 La solution32
      • 9.2.3 L'énergie33
      • 9.3 A retenir de ce chapitre33
      • 10 Application à une force newtonienne.35
      • 10.1 Utilisation des formules de Binet35
      • 10.1.1 Nature de la trajectoire35
      • 10.1.2 Remarque sur le caractère fermé de la trajectoire36
      • 10.1.3 Quelques rappels sur les coniques37
      • 10.1.4 Lien entre excentricité et énergie mécanique38
      • 10.1.5 Lien entre énergie mécanique et demi-grand axe39
      • 10.1.6 Lien entre période et demi-grand axe41
      • 10.1.7 Exercice : une relation entre vitesse et distance au centre de force42
      • 10.1.8 Lien entre temps et position42
      • 10.1.9 Le charme discret de l'anomalie excentrique43
      • 10.2 Exercices d'application45
      • 10.2.1 Exercice : la comète de Halley45
      • 10.2.2 Exercice : l'atmosphère des planètes46
      • 10.2.3 Exercice : le trou noir46
      • 10.3 La méthode de l'invariant de Runge-Kutta47
      • 10.3.1 L'invariant et son usage47
      • 10.3.2 Un exemple dans le cas d'une force répulsive50
      • 10.3.3 Exercice : déviation d'un astéroïde qui frôle la Terre53
      • 10.4 A retenir de ce chapitre54
      • 10.5 Corrigé des exercices de ce chapitre54
      • 11 Voyages interplanétaires61
      • 11.1 Lancement d'un satellite artificiel61
      • 11.2 Exercice : aller sur Mars par l'ellipse de Hohmann64
      • 11.3 Exercice : la manouvre de Oberth66
      • 11.4 A retenir de ce chapitre66
      • 11.5 Corrigé des exercices de ce chapitre66
      • 12 Mesures astronomiques73
      • 12.1 Mesure des distances73
      • 12.1.1 Le rayon terrestre73
      • 12.1.2 La Lune, son rayon, sa distance à la Terre75
      • 12.1.3 Distances dans le système solaire76
      • 12.1.4 Distances des étoiles de notre galaxie77
      • 12.1.5 Distances des galaxies78
      • 12.2 La troisième loi de Kepler comme balance de l'Univers80
      • 12.3 Exercice : la masse de Mars81
      • 12.4 Mesure de la masse de la Terre et de la constante de gravitation82
      • 12.4.1 Mesure du champ de pesanteur82
      • 12.4.2 L'expérience de Cavendish82
      • 12.5 A retenir de ce chapitre84
      • 12.6 Corrigé de l'exercice de ce chapitre85
      • 13 Chocs classiques entre points matériels87
      • 13.1 La problématique87
      • 13.2 Choc dans le référentiel barycentrique89
      • 13.3 Remarque énergétique91
      • 13.4 Chocs de plein fouet93
      • 13.5 Méthode graphique96
      • 13.6 Exercice : énergie de seuil en physique nucléaire98
      • 13.7 A retenir de ce chapitre99
      • 13.8 Corrigé de l'exercice de ce chapitre100
      • 14 Exemples simples de perturbation d'orbites103
      • 14.1 Champ de gravitation créé par le Soleil aplati à ses pôles103
      • 14.2 Précession du périgée107
      • 14.3 Précession du plan de l'orbite109
      • 14.4 A retenir de ce chapitre113
      • 15 Le problème à trois corps et plus.115
      • 15.1 L'aspect mathématique du problème115
      • 15.2 Exercice : tremplin gravitationnel116
      • 15.3 Exercice : points de Lagrange d'un système binaire117
      • 15.4 Exercice : constante de Jacobi et critère de Tisserand120
      • 15.5 Indications sur des cas plus complexes122
      • 15.6 A retenir de ce chapitre124
      • 15.7 Corrigé des exercices ce chapitre124
      • 16 En guise de conclusion.139

  • Origine de la notice:
    • Abes ;
    • Electre
  • Disponible - 531 SOR

    Niveau 2 - Sciences