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Apesanteur

Apesanteur

Un vaisseau spatial est en constant état de chute libre sur son chemin.

Pysique

Mots clés

apesanteur, gravitation, chute libre, microgravité, vitesse cosmique, trajectoire circulaire, trajectoire elliptique, trajectoire hyperbolique, inertie, ellipse, hyperbole, navette spatiale, vaisseau spatial, mouvement linéaire, orbite, vitesse, recherche spatiale, référentiel galiléen, mécanique, cosmos, physique

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Scènes

Navette spatiale

Cause de l'apesanteur

  • chute libre
  • mouvement linéaire tangentiel

Apesanteur dans le vaisseau

Trajectoires

  • trajectoire descendante - La vitesse tangentielle est plus faible que la première vitesse cosmique (environ 8km/s).
  • trajectoire circulaire - La vitesse tangentielle est égale à la première vitesse cosmique (environ 8km/s). le vaisseau spatial se déplace en avant suffisamment pour rester sur la trajectoire circulaire. En fait, il «tombe» autour de la Terre. La chute libre qui dure longtemps explique l'apesanteur.
  • trajectoire elliptique - Quand la vitesse tangentielle est plus grande que celle de la première vitesse cosmique (environ 11km/s), le chemin du vaisseau devient elliptique.
  • trajectoire hyperbolique - Quand la vitesse tangentielle est plus grande que la seconde vitesse cosmique (environ 11 km/s)le vaisseau atteindrait alors la seconde vitesse cosmique et s'échapperait du champ gravitationnel de la Terre par une trajectoire hyperbolique. La seconde vitesse cosmique est donc appelée la «vitesse de libération». (Si le vaisseau atteignait la troisième vitesse cosmique -environ 42km/s- alors il quitterait le Système Solaire.

Animation

  • chute libre
  • mouvement linéaire tangentiel

Narration

Un vaisseau spatial se déplace de manière circulaire autour de la Terre. Son mouvement comporte deux composantes: le mouvement tangentiel et la chute libre. La somme de ces deux mouvements est un mouvement circulaire. Parce que le vaisseau spatial est dans un état constant de chute libre, il «tombe» en fait autour de la Terre, ce qui explique l'apesanteur.
La vitesse qui maintient le vaisseau sur une orbite circulaire est nommée la première vitesse cosmique. Elle est d'environ 8km/s.

Quand la vitesse tangentielle est plus grande que ça, la trajectoire devient elliptique. Selon la seconde loi du mouvement des planètes de Kepler, à l'apogée, le vaisseau spatial est plus éloigné de la Terre, il se déplace plus lentement; et au périgée, quand il est plus proche de la Terre, il se déplace plus rapidement.

Lorsque la vitesse tangentielle est plus faible que la première vitesse cosmique, le vaisseau spatial descend.

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