Chapitre 4. Forces centrales. Problème de Kepler

Travaux dirigés

 

   Question 1

 

Déterminer l'énergie potentielle associée à chacune des forces ci-dessous où K, C, C', C" et C"' sont réels, et n entier relatif, différent de 2.

 

    
  

autre  

autre   autre  autre   autre  

 

   Question 2

Un mobile se déplace dans un plan. Les équations horaires de son mouvement s'écrivent

dans le repère cartésien Oxy avec .

Déterminer l'équation cartésienne de la trajectoire.

Exprimer le vecteur accélération du mobile dans la base cylindrique.

En déduire l'expression de la force F.

Quelles sont les valeurs minimales et maximales de la vitesse ?

         Equation
cartésienne
AccélérationForcevminvmax
Propositions       
       
      
   
autre         autre     autre autreautre

 

   Question 3

Soit un point M, soumis à une force centrale dont la droite d'action passe par O, origine d'un repère cartésien .  La constante des aires C est égale à :

 

       C
Propositions 
 
  
      
Autre      

 

   Question 4

Un point matériel M de masse m est soumis à une force centrale attractive . L'espace est rapporté au référentiel galiléen R.

 A l'instant initial , le point M se trouve en A de coordonnées et ; la vitesse initiale est perpendiculaire à OA. La constante des aires C est choisie positive.

1. Appliquer le principe fondamental de la dynamique pour calculer en fonction de r.

2. Calculer l'énergie mécanique du point matériel en fonction de r et . L'énergie potentielle sera prise nulle à l'infini.

 3. Quelle valeur C0, faut-il donner à C pour que la trajectoire soit un cercle de centre O. Quel doit être le signe de K ?

 

     C0 et signe de K
Propositions 
autre      autre            autre          

 

 

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