L'Astronomie dans l'apprentissage des Mathématiques
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- Géométrie

Ex: Masse du trou noir central de la galaxie

Auteurs: Marc Fouchard, Alain Vienne
Auteur: Alain Vienne
calcotron

exerciceMasse du trou noir central de la galaxie

Difficulté : ☆☆   Temps : 1h30

Question 1)

Localiser le centre C de l'ellipse projetée

Solution

Question 2)

Tracer le grand axe projeté A_1 A_2

Solution

Question 3)

Calculer l'excentricité e=CF/CA_1, puis \sqrt{1-e^2}.

Solution

Question 4)

Tracer le diamètre conjugué B_1 B_2 de A_1 A_2 (donc le projeté du petit axe).

Solution

Question 5)

Tracer point par point le projeté du cercle principal, par l'homothétie de l'ellipse projetée à B_1 B_2 et de rapport 1 / \sqrt{1-e^2}.

La définition du cercle principal est donc:

Cercle principal d'une ellipse: Cercle de rayon a (demi grand axe de l'ellipse) de centre C

Solution

Question 6)
  • Le projeté du cercle principal est une ellipse dont le grand axe est la ligne des noeuds (intersection du plan de l'orbite et du plan de projection).
  • La longueur de ce grand axe donne la valeur 2a du grand axe de l'orbite réelle.
  • Le petit axe a pour valeur 2 a \cos ii est l'inclinaison du plan de l'orbite avec le plan de projection.

Mesurer 2a sur ce grand axe, puis convertir cette valeur en UA (unité astronomique) connaissant l'échelle de la figure (longueur de la "flèche" correspond à 0,05 seconde de degré) et la distance du Soleil au centre de la Galaxie (26 000 année-lumière)

Solution

Question 7)

Estimer la période du mouvement en utilisant les dates d'observations indiquées sur le tracé.

Solution

Question 8)

En déduire la masse M présente au foyer SgrA.

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