Auteur: Alain Vienne
La loi des aires
Difficulté : ☆
Temps : 20mn
Introduction
La loi des aires est très facile à obtenir avec le produit vectoriel. Sans le produit vectoriel, on peut aller voir cet exercice.
Question 1)
Montrer que dans le problème képlérien, le moment cinétique:
est invariant.
Aide
Dériver
et utiliser que
et sa dérivée seconde sont colinéaires (ce qui indique que la loi des aires est vrai pour toute force centrale).
Question 2)
Montrer que le mouvement de
se fait dans un plan passant par le point
et orthogonal à
.
Aide
Question 3)
En utilisant un élément d'aire
parcouru par
pendant l'élément de temps
, montrer la loi des aires proprement dite: L'aire balayée par unité de temps est constante.
Aide
L'aire
est la moitié du parallélogramme suivant:
Auteur: Alain Vienne
Intégrale de Laplace
Difficulté : ☆
Temps : 20mn
Question 1)
Montrer l'expression suivante:
AideAideAideAide
Partir du premier membre de l'expression et utiliser le problème de képler et l'invariance du moment cinétique.
Remarquer que
Utiliser que
La norme de
est constante donc
Question 2)
Déduire de l'égalité précédente une expression qui est constante pendant le mouvement (intégrale de Laplace).
Solution