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La Station spatiale internationale (ISS) est régulièrement ravitaillée en vivres et matériels par un ATV
(Automated Transfer Vehicle). Pour parvenir à l'ISS, l'ATV est embarqué à bord d'une fusée Ariane 5.
Montrer que la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la fusée Ariane au moment de son décollage est de 7,5 x 10x6
Données :
• Loi d'interaction gravitationnelle : FA/B = FB/A = G x
MA X MB
, avec G = 6,67 x 10-11 SI
• Masse à vide de la fusée : Mfusée = 750 tonnes
• Masse de l'ATV et de son fret : mATv = 20,2 tonnes
• Masse de la Terre : mTerre = 5,97 x 1024 kg
• Rayon de la Terre : Terre = 6,4 × 103 km


Répondre :

La force gravitationnelle entre la fusée Ariane et la Terre peut être calculée à l'aide de la loi d'interaction gravitationnelle :

\[ F_{\text{Ariane/Terre}} = \frac{G \times M_{\text{Terre}} \times M_{\text{Ariane}}}{R_{\text{Terre}}^2} \]


\( G = 6,67 \times 10^{-11} \, \text{N m}^2/\text{kg}^2 \) (constante gravitationnelle),
\( M_{\text{Terre}} = 5,97 \times 10^{24} \, \text{kg} \) (masse de la Terre),
\( M_{\text{Ariane}} = (M_{\text{fusée}} + m_{\text{ATV}}) \) (masse totale de la fusée),
\( R_{\text{Terre}} = 6,4 \times 10^6 \, \text{m} \) (rayon de la Terre).

En substituant les valeurs fournies :
\[ M_{\text{Ariane}} = (750 \, \text{tonnes} + 20,2 \, \text{tonnes}) \times 1000 \, \text{kg/tonne} \]
\[ M_{\text{Ariane}} = 770,200 \, \text{kg} \]

Ensuite, en substituant toutes les valeurs, on obtient :
\[ F_{\text{Ariane/Terre}} = \frac{(6,67 \times 10^{-11}) \times (5,97 \times 10^{24}) \times (770,200)}{(6,4 \times 10^6)^2} \]

Calculant cela donnera la force gravitationnelle au moment du décollage de la fusée Ariane. Assurez-vous de vérifier les unités pour obtenir une réponse correcte.
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