Boules barycentriques - orbites et centre de masse

Brève description :

Dans cette activité, le principe des moments est appliqué à des systèmes rotatifs pour démontrer le concept de barycentre, ou centre de masse, et comment les objets en orbite les uns autour des autres se déplacent.

Les élèves consolident ensuite ce concept en calculant le centre de masse dans un certain nombre de contextes astronomiques.

Il est recommandé que les étudiants aient déjà quelques connaissances de base sur le concept du principe des moments et du couple, ainsi que sur le concept de l'effet Doppler appliqué au spectre électromagnétique.

Sujet :
Sciences, physique, mathématiques
Objectifs d'apprentissage :
  • Les élèves se familiarisent avec le centre de masse et comprendront que pour un système lié par gravitation à deux ou plusieurs corps, tous les objets orbitent autour d'un centre de masse commun.
  • Les élèves apprennent à appliquer le principe des moments afin de calculer le centre de masse d'un système à deux corps.
  • Les élèves appliqueront les concepts physiques à plusieurs situations astronomiques, en découvrant les systèmes d'étoiles binaires, les systèmes planète-lune et les planètes extrasolaires.

Tranche d'âge : 14 - 18 ans

Temps
Préparation : 1 heure
Leçon : 10 à 30 minutes

Ressource disponible en :
 Anglais, Français, Allemandet Espagnol
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Activité 1 : Les boules barycentriques

Dans cette démonstration, deux paires de balles de tennis pré-assemblées sont utilisées pour montrer comment la position du barycentre d'un système à deux corps change avec la masse des deux corps.

Les balles de la première paire ont la même masse. Dans la deuxième paire, l'une des balles de tennis est remplie de pièces de monnaie ou de roulements à billes pour augmenter sa masse.
Équipement

  • Paire de balles de tennis de masse égale, reliées par une ficelle.
  • Paire de balles de tennis de masse inégale, reliées par une corde.

Le saviez-vous ?


Le télescope spatial Hubble (HST) est un projet conjoint de l'ESA et de la NASA. Il a été lancé en orbite à 600 kilomètres au-dessus de la Terre en 1990 et constitue l'un des observatoires spatiaux les plus grands et les plus réussis de tous les temps.

Depuis son point d'observation situé à l'extérieur de l'atmosphère terrestre, en perpétuel mouvement, qui qui déforme la lumière qui parvient au sol depuis l'espace, le HST a fourni d'étonnantes images à haute résolution de milliers d'objets spatiaux tels que des planètes, des systèmes d'étoiles binaires, des galaxies, des nébuleuses et des régions de formation d'étoiles. d'étoiles. Le HST a considérablement amélioré notre vision de l'Univers.

Le télescope spatial Hubble en orbite autour de la Terre.

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