grand oral physique l’astromobile Persévérance

« Bonjour, Le 19 février 2021 à l’alentour de 22h l’astromobile Persévérance s’est posée sur Mars.

Cet astromobile a pour but d’explorer Mars, de mener des observations et des analyses de son environnement.

Cet événement nous amené à nous questionner sur comment les lois de Newton son utilisé lors de la mission sur Mars, en particulier lors de la phase 5 de l’atterrissage, celui-ci permet de décrire le mouvement depuis près de 300 ans.

Nous commencerons par la description de la phase 5 de l’atterrissage puis nous continuerons avec l’utilisation de la première loi de Newton et pour finir nous parlerons de l’utilisation de la loi de Newton sur la force gravitationnel. La phase 5 est la phase durant laquelle une grue commence à descendre de l’astromobile.

Tout au long de cette phase, la grue rester quasiment immobile. Pour cela, la vitesse très faible doit rester parfaitement constante.

Or l’ensemble grue plus astromobile devrait tomber à cause de la force de gravité.

Entre en action les moteurs fusées qui vont stabiliser l’astromobile et le permettre de descendre à une faible vitesse entre 10km et 20 m d’altitude.

Seul 4 fusée motrice sur 8 sont allumés pour ne pas endommager l’astromobile.

L’atterrissage final se fait donc a une vitesse de 3km/h or pour calculer la force que doit exercer un de ces moteurs durant cette phase, on a besoin de deux lois de newton : Durant la phase 5 pour le système étudié, on doit avoir une vitesse constante c’est-à-dire le vecteur accélération doit être nul( ) or d’après la premier lois de Newton qui est le principe d’inertie, pour un système donné, étudié dans un référentiel galiléen si l’accélération du système est nulle : cela voudrai dire que la somme des forces qui lui sont appliquées es nul : les forces appliqués à ce système sont les forces de frottements , le poids et la poussés F des 4 fusés motrices, nous négligerons les frottement car sur mars l’atmosphère est presque inexistante.

On peut calculer la force exercée par les 4 fusées motrices par projection on a ms x g = F.

comment connaitre la valeur du champ de pesanteur g à la surface de mars ? La loi de newton sur la force de gravitation nous permet de le savoir car le poids est équivalent a la force de gravitation exercée par Mars sur le système.

D’après cette loi Fmars/s= G xMs x Mmars : (Rmars+ h)2 cependant le système est à 20 m su sol soit très proche de la surface Rmars = 3,4x10^6m on peut donc dire que Rmars+ h= Rmars Donc Fmars/s = G x Ms x Mmars : (Rmars)2 or cette force de gravitation, calculée grâce a la loi de newton, c’est le poids du système donc P = Ms x g = G x Ms x Mmars : (Rmars)2 On simplifie par Ms et on déduit l’expression de g.

g = G x Mmars : (Rmars)2 Calcul : Après le calcul de g, on peut maintenant calculer la force exercée par ces moteurs avec Ms x g = F. »