Mouvement dans un champ de pesanteur ou électrostatique uniforme ; mouvement circulaire dans un champ de gravitation

En 30 secondes

• Dans un champ de pesanteur ou électrostatique uniforme, une vitesse initiale non parallèle au champ donne une trajectoire parabolique ; parallèle, elle donne une trajectoire rectiligne.
• Un mouvement circulaire uniforme a une vitesse de valeur constante et une accélération centripète, dirigée vers le centre, jamais nulle.
• Accélération centripète égale au carré de la vitesse divisé par le rayon de la trajectoire ; produite par une force centripète, par exemple la gravitation pour un satellite.

Ce que tu sauras faire

• Décrire la trajectoire d'un système chargé ou massif dans un champ de pesanteur ou électrostatique uniforme, avec une vitesse initiale non parallèle au champ.
• Caractériser un mouvement circulaire uniforme par la valeur constante de sa vitesse et son vecteur accélération centripète, dirigé vers le centre de la trajectoire.
• Calculer la valeur de l'accélération centripète d'un mouvement circulaire uniforme à partir de la vitesse et du rayon de la trajectoire.

Les mots à connaître

Champ de pesanteur et champ de gravitation

le champ de gravitation est une région de l'espace où une masse subit une force attractive exercée par un astre, dirigée vers le centre de cet astre ; il n'est pas uniforme. Le champ de pesanteur en est la version locale : au voisinage d'un astre, sur une portée limitée comme la surface terrestre, un système massif y subit une force verticale dirigée vers le bas, et ce champ garde la même valeur et la même direction en tout point.

Champ électrostatique

une région de l'espace où une charge électrique subit une force électrique, dirigée selon la direction du champ, dans le sens du champ si la charge est positive, en sens opposé si elle est négative.

Champ uniforme

une région de l'espace où un champ, par exemple le champ de pesanteur ou le champ électrostatique, garde la même valeur et la même direction en tout point.

Le piège classique

Croire que le vecteur accélération d'un mouvement circulaire uniforme est nul, sous prétexte que la valeur de la vitesse est constante, alors que sa direction change en permanence.

L'astuce

Pour l'accélération centripète, retiens l'ordre : mets d'abord la vitesse au carré, puis divise par le rayon, jamais l'inverse.