Sujet 17Pesanteur sur Mars30 min
Sujet inédit
L’organisation de la matière dans l’Univers
Exercice
25 ptsQUELQUES CARACTÉRISTIQUES DE LA PLANÈTE MARS
Le 6 août 2012, le robot Curiosity se posait sur Mars. Faire atterrir une telle masse (900 kg) sur Mars n’a pas été une mince affaire. En effet, sur les 14 missions précédentes visant à poser un engin sur Mars, la moitié avait échoué. Les scientifiques qui ont tenté de poser des engins sur Mars devaient posséder des connaissances précises sur les caractéristiques physiques et géologiques de cette planète avant de tenter d’y poser un engin d’exploration.
Ce sujet permettra de préciser quelques-unes de ces connaissances.
Doc. 1 Extrait de L’homme de Mars, Guy de Maupassant, 1887
– Des canaux de 100 km de largeur [sur Mars] ! Il a fallu de rudes ouvriers pour les creuser.
– Oh, Monsieur, que dites-vous là ? Vous ignorez donc que ce travail est infiniment plus aisé sur Mars que sur la Terre, puisque […] l’intensité de la pesanteur y atteint à peine le 37e de la nôtre. Un kilogramme d’eau n’y pèse que 370 g ! Il me jetait ces chiffres avec une telle assurance, avec une telle confiance de commerçant qui sait la valeur d’un nombre, que je ne pus m’empêcher de rire tout à fait et j’avais envie de lui demander ce que pèsent sur Mars le sucre et le beurre.
– Vous riez, Monsieur, vous me prenez pour un imbécile après m’avoir pris pour un fou. Mais les chiffres que je vous cite sont ceux que vous trouverez dans tous les ouvrages spéciaux d’astronomie.
Données :
– valeur de l’intensité de la pesanteur à la surface de la Terre : gT = 9,8 N/kg ;
– valeur de la constante de la gravitation universelle : G = 6,67 × 10–11 N · m2/kg2.
Masse (× 10 24 kg) | Rayon (× 10 6 m) | |
Terre | 5,97 | 6,38 |
Mars | 0,642 | 3,40 |
Doc. 2 Mars et ses satellites naturels Phobos et Deimos (vue d’artiste)
DR
1 À l’aide du document 1, donner la relation entre la valeur de l’intensité de la pesanteur à la surface de Mars, gM, et la valeur de l’intensité de la pesanteur à la surface de la Terre, gT.
En déduire la valeur de gM.
Pourquoi serait-il plus aisé de creuser sur Mars que sur la Terre ?
2 La valeur de l’intensité de la pesanteur g à la surface d’un astre de masse M et de rayon R est donnée par la relation : .
En utilisant la relation précédente, exprimer puis calculer la valeur de l’intensité de la pesanteur à la surface de Mars.
La valeur de gM déterminée dans la question 1 est-elle cohérente avec celle trouvée dans la question 2 ?
3 Le texte de Guy de Maupassant doit être réédité aujourd’hui. Quelle note de bas de page faut-il ajouter à cet extrait pour préciser ou rectifier les données scientifiques concernant les notions de poids et de masse présentes dans le document 1 ?
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