Deuxième loi de Kepler : loi des aires et vitesse variable
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• 2e loi de Kepler : des aires égales sont balayées en des durées égales. • Conséquence directe : la vitesse orbitale varie au cours de la révolution. • Vitesse MAXIMALE au périhélie (au plus près de l'astre attracteur). • Vitesse MINIMALE à l'aphélie (au plus loin de l'astre attracteur). • Si l'orbite est circulaire (r = cste), la vitesse devient strictement uniforme.
Le cours
Loi des aires et vitesse sur l'orbite La deuxième loi de Kepler (loi des aires) décrit l'allure de la vitesse d'une planète sur sa trajectoire elliptique : « Le segment reliant le centre du Soleil au centre de la planète (rayon vecteur SP) balaye des aires égales pendant des intervalles de temps égaux » : A t = constante (vitesse aréolaire constante) Conséquences physiques fondamentales : 1. Le mouvement d'une planète sur une ellipse n'est pas uniforme : sa vitesse en valeur varie continuellement le long de l'orbite. 2. Plus la planète est proche du Soleil, plus le rayon vecteur est court, et plus elle doit se déplacer vite pour balayer la même aire : - La vitesse est maximale au périhélie (point le plus proche du Soleil). - La vitesse est minimale à l'aphélie (point le plus éloigné du Soleil). Cette loi traduit le fait que la force gravitationnelle exercée par le Soleil est toujours dirigée vers son centre (force dite centrale).
Dans ce chapitre
- Loi universelle de la gravitation de Newton
- Référentiels héliocentrique et géocentrique
- Propriétés géométriques d'une ellipse
- Première loi de Kepler : loi des orbites elliptiques
- Deuxième loi de Kepler : loi des aires et vitesse variable
- Troisième loi de Kepler : loi des périodes
- Approximation des trajectoires circulaires et repère de Frenet
- Vitesse orbitale d'un satellite en orbite circulaire
- Période de révolution d'un satellite en orbite circulaire
- Détermination de la masse de l'astre attracteur
- Propriétés d'un satellite géostationnaire
- Vitesse de libération et conditions de satellisation
- Énergie potentielle gravitationnelle et énergie mécanique
- Bilan : Synthèse et méthode sur les lois de Kepler et les satellites