Mécanique

Chute sur la Lune

Observez tout tomber au ralenti sous la gravité lunaire plus faible.

Chute sur la Lune — simulation interactive de Mécanique. Observez tout tomber au ralenti sous la gravité lunaire plus faible. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Gravité sur la Lune

L'accélération gravitationnelle dépend de la planète. Sur la Lune, g vaut environ 1.6 m/s² — bien plus faible que sur Terre.

Les mêmes objets mettent plus de temps à tomber et touchent le sol plus doucement sous la gravité lunaire. Comparer les préréglages Terre et Lune montre que g est une propriété de l'environnement gravitationnel, pas de l'objet.

• Accélération terrestre g_Earth ≈ 9.8 m/s²
• Accélération lunaire g_Moon ≈ 1.6 m/s²

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Sur la Lune, une boule 1 kg et une boule 6 kg sont larguées ensemble depuis la même hauteur, dans le vide sans résistance de l'air. Lequel accélère le plus vite en tombant ?

Des pronostics à peser

• La balle la plus lourde (6 kg) accélère plus rapidement
• Les deux balles accélèrent exactement au même rythme
• La balle plus légère (1 kg) accélère plus rapidement

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Masse (m) (kg)
• Temps écoulé (t) (s)

Ce que vous mesurez  :

• Vitesse (vy) (m/s)
• Élan (p) (kg·m/s)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage Moon Drop. Notez les deux boules  : une légère (1 kg) et une lourde (6 kg), lâchées ensemble sous la gravité de la Lune (g = 1.6 m/s²).
2. Sélectionnez chaque balle tour à tour et définissez sa masse dans le panneau des propriétés pour qu'elle corresponde à la colonne Masse du tableau de données ci-dessous avant chaque exécution.
3. Relâchez les deux balles, mettez la simulation en pause au temps écoulé indiqué dans la colonne Temps et lisez la vitesse descendante (vy) de la balle à partir de la sonde.

Équation gouvernante

Élan — p = m·v

La quantité de mouvement p = mv combine la masse et la vitesse d'un objet en une seule quantité  : même si les balles légères et lourdes partagent la même vitesse de chute à un moment donné, la balle la plus lourde transporte beaucoup plus de quantité de mouvement.

Énergie cinétique — KE = ½·m·v²

KE = ½mv² croît avec le carré de la vitesse et directement avec la masse — donc deux balles frappant le sol à la même vitesse transportent toujours des quantités d'énergie cinétique très différentes si leurs masses diffèrent.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• À l'aide de vos valeurs relevées de vy et de masse, calculez la quantité de mouvement p = mv pour chaque ligne. Montrez votre démarche.
• Comparez les lignes 1 et 2 (même heure, masse différente) et les lignes 2 et 3 (même masse, heure différente). Que vous apprend chaque comparaison sur la façon dont la vitesse dépend de la masse par rapport au temps ?

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Expliquez, en utilisant F = ma et poids = mg, pourquoi une boule plus lourde ne tombe pas plus vite sur la Lune, même si la gravité la tire avec plus de force.
• Si cette même expérience était réalisée sur Terre en laissant tomber une plume et une boule de bowling dans les airs, votre tableau de données serait-il le même ? Pourquoi ou pourquoi pas ?

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
• Middle School Physical Science — Gravity between objects
• Middle School Physical Science — Stored (potential) energy

1. Bienvenue à la chute sur la Lune
2. Sélectionnez la bille
3. Appuyez sur Lecture
4. Chute lunaire douce
5. Ouvrez les données
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Chute libre et mouvement parabolique