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@bhuron
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DTL n°10
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Raw
{
"cells": [
{
"metadata": {
"trusted": true
},
"cell_type": "code",
"source": "import math\nfrom fractions import Fraction",
"execution_count": 1,
"outputs": []
},
{
"metadata": {},
"cell_type": "markdown",
"source": "La vitesse moyenne de John Glenn qui a effectué trois fois une orbite de 46 667 km \nen cinq heures (en km/h) est simplement :\n$$vitesse = \\frac{46667 \\times{} 3}{5}$$\n"
},
{
"metadata": {
"trusted": true
},
"cell_type": "code",
"source": "average_speed = (46667 * 3) / 5\nprint(f'La vitesse moyenne de John Glenn était de {average_speed} km/h')",
"execution_count": 2,
"outputs": [
{
"output_type": "stream",
"text": "La vitesse moyenne de John Glenn était de 28000.2 km/h\n",
"name": "stdout"
}
]
},
{
"metadata": {},
"cell_type": "markdown",
"source": "On a la vitesse de la lune en m/s. Pour connaître la distance quotidienne (en km), on a :\n\\begin{align*}\ndistance/jour &= 1023 \\times{} 10^{-3}\\times{} 3600 \\times{} 24\\\\\ndistance/jour &= 88387,2\n\\end{align*}\n\nCalculer la distance R (en kms) entre la lune et le centre de la Terre (en assumant une orbite circulaire)\nrevient à résoudre :\n\\begin{align*}\nP &= 2\\pi{}R\\\\\nR &= \\frac{P}{2\\pi{}}\n\\end{align*}\n\nOr, vu que la lune tourne autour de la Terre en 27,3 jours, on a :\n\\begin{align*}\nP &= distance/jour \\times{} 27,3\\\\\nP &= 88387,2 \\times{} 27,3\\\\\nP &= 2412970,56\n\\end{align*}\n\nAinsi,\n\\begin{align*}\nR &= \\frac{P}{2\\pi{}}\\\\[10pt]\nR &= \\frac{2412970,56}{2\\pi{}}\n\\end{align*}\n\nCe qui place la distance entre la lune et le centre de la Terre aux alentours\nde 384 000 kms."
},
{
"metadata": {
"trusted": true
},
"cell_type": "code",
"source": "vitesse_lune = 1023 # m/s\ndistance_quotidienne = vitesse_lune * 3600 * 24 # distance parcourue en 1 jour (m)\nprint(f\"La lune parcourt chaque jour {distance_quotidienne * pow(10, -3)} kms.\")\nlongueur_orbite = distance_quotidienne * 27.3 # en m\nrayon = longueur_orbite * pow(10, -3) / (2 * math.pi) # kms\nprint(f\"La distance entre la lune et le centre de la Terre est dans les alentours de {int(round(rayon, -2))} kms.\")",
"execution_count": 3,
"outputs": [
{
"output_type": "stream",
"text": "La lune parcourt chaque jour 88387.2 kms.\nLa distance entre la lune et le centre de la Terre est dans les alentours de 384000 kms.\n",
"name": "stdout"
}
]
},
{
"metadata": {},
"cell_type": "markdown",
"source": "Pour garder les garçons en orbite, Elisabeth doit équilibrer les deux forces G et F, ce qui\nrevient à résoudre :\n\n\\begin{align*}\nG &= F \\\\\n\\frac{A_1 \\times{} A_2}{R^2} &= \\frac{A_1 \\times{} v^2}{R}\\\\\n\\frac{A_1 \\times{} A_2}{R^2} {\\color{red}\\times{} \\frac{R^2}{A_1}} &= \n \\frac{A_1 \\times{} v^2}{R} {\\color{red}\\times{} \\frac{R^2}{A_1}} \\\\\nA_2 &= Rv^2\\\\\nv^2 - \\frac{A_2}{R} &= 0\\\\\n\\end{align*}\n\nSi on remplace $A_2$ et $v$ par les valeurs données dans l'énoncé, on obtient :\n\\begin{align*}\nv^2 - \\frac{25}{9} &= 0\\\\\nv^2 - \\left(\\frac{5}{3}\\right)^2 &= 0\\\\\n\\left(v - \\frac{5}{3}\\right)\\left(v + \\frac{5}{3}\\right) &= 0\\\\\n\\end{align*}\n\nOr un produit de facteurs est nul si et seulement si un de ses facteurs au moins\nest nul.\n\nAinsi, on a :\n\\begin{align*}\n\\left(v - \\frac{5}{3}\\right) &= 0 \\qquad \\text{ou} \\qquad &\\left(v + \\frac{5}{3}\\right) &= 0\\\\\nv &= \\frac{5}{3} &v = -\\frac{5}{3}\n\\end{align*}\n\nLa vitesse est positive. Elisabeth devra donc repousser le garçon à $\\frac{5}{3}$ m/s. Vérifions. \n\n"
},
{
"metadata": {
"trusted": true
},
"cell_type": "code",
"source": "a1 = 12 # Peu importe la valeur en vérité, tant qu'elle est non nulle\ndef gravity(a2, r, v):\n return Fraction((a1 * a2), pow(r, 2))\n\ndef repulsion(a2, r, v):\n return Fraction((a1 * pow(v, 2)), r)",
"execution_count": 4,
"outputs": []
},
{
"metadata": {
"trusted": true
},
"cell_type": "code",
"source": "gravity(25, 9, Fraction(5, 3)) == repulsion(25, 9, Fraction(5, 3))",
"execution_count": 5,
"outputs": [
{
"output_type": "execute_result",
"execution_count": 5,
"data": {
"text/plain": "True"
},
"metadata": {}
}
]
}
],
"metadata": {
"interpreter": {
"hash": "b0fa6594d8f4cbf19f97940f81e996739fb7646882a419484c72d19e05852a7e"
},
"kernelspec": {
"name": "python3",
"display_name": "Python 3 (ipykernel)",
"language": "python"
},
"language_info": {
"name": "python",
"version": "3.9.10",
"mimetype": "text/x-python",
"codemirror_mode": {
"name": "ipython",
"version": 3
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"pygments_lexer": "ipython3",
"nbconvert_exporter": "python",
"file_extension": ".py"
},
"gist": {
"id": "",
"data": {
"description": "dtl-10.ipynb",
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}
}
},
"nbformat": 4,
"nbformat_minor": 2
}
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