Dans un satellite en orbite autour de la Terre, un astronaute lance une balle rebondissante sur le sol.
Donnée : Dans le satellite, les corps ne sont soumis à aucune force extérieure.
On place un référentiel lié au plancher du satellite.
Quelle est la nature du mouvement de la balle entre le moment où elle quitte la main de l'astronaute et le moment où elle touche le sol ?
Dans le référentiel lié au plancher du satellite, la balle effectue une trajectoire rectiligne car elle est lancée à la verticale de l'astronaute. Quand il la lance, l'astronaute lui confère une vitesse initiale qu'elle va conserver tout au long de son mouvement, car on peut considérer qu'elle n'est soumise à aucune force extérieure.
Le mouvement de la balle dans le référentiel lié au plancher du satellite est donc rectiligne uniforme.
On se place dans un référentiel lié au plancher du satellite.
Quelle est la bonne représentation graphique de la trajectoire de la balle ?
La trajectoire de la balle dans le référentiel lié au satellite est rectiligne et verticale, elle effectue donc des allers-retours sur le même axe.
On se place désormais dans le référentiel terrestre, galiléen.
Quelle est la nature du mouvement de la balle entre le moment où elle quitte la main de l'astronaute et le moment où elle touche le sol ?
Dans le référentiel terrestre, il faut ajouter au mouvement de la balle qui tombe de la paume de l'astronaute le mouvement du satellite qui tourne autour de la Terre, ce qui aboutit à un mouvement parabolique. Quand il la lance, l'astronaute lui confère une vitesse initiale qu'elle va conserver tout au long de son mouvement, car on peut considérer qu'elle n'est soumise à aucune force extérieure.
Le mouvement de la balle dans le référentiel terrestre est donc parabolique uniforme.
On se place dans un référentiel terrestre.
Parmi les propositions suivantes, quelle est la bonne représentation graphique de la trajectoire de la balle ?
Dans le référentiel terrestre, la trajectoire de la balle est une succession de paraboles le long du cercle tracé par la trajectoire du satellite.
