📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Référentiels : On utilise le référentiel géocentrique pour les satellites terrestres et l'héliocentrique pour les planètes.
- Loi de Newton : La force exercée par un corps $M$ sur un corps $m$ est : $\vec{F} = G \frac{M \cdot m}{r^2} \vec{n}$, où $\vec{n}$ est le vecteur unitaire dirigé de $m$ vers $M$.
- Accélération : Dans une base de Frenet, pour un mouvement circulaire : $\vec{a} = a_n \vec{n} = \frac{v^2}{r} \vec{n}$.
- Vitesse : $v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$.
- 3ème loi de Kepler : $\frac{T^2}{r^3} = \frac{4\pi^2}{GM} = \text{constante}$.
Méthodes à maîtriser
- Appliquer la 2ème loi de Newton : Projeter sur le vecteur normal $\vec{n}$ pour trouver l'accélération.
- Exprimer la vitesse : Utiliser $v = \frac{2\pi r}{T}$ et l'égaliser avec $v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$.
- Satellite géostationnaire : Il doit être dans le plan équatorial, tourner dans le même sens que la Terre, et avoir une période $T = 24h$.
Exemples corrigés
- Calcul de $v$ : Pour un satellite à altitude $h$, $r = R_T + h$. Donc $v = \sqrt{\frac{GM_T}{R_T+h}}$.
- Calcul de $T$ : $T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier d'ajouter l'altitude $h$ au rayon de la Terre $R_T$ ($r = R_T + h$).
- Confondre la période de rotation de la Terre sur elle-même avec la période de révolution du satellite.
- Oublier de convertir les unités en unités SI (mètres, secondes, kg).