La gravité et la gravitation universelle

La gravité est le phénomène de réaction physique qui cause l'attraction mutuelle entre deux corps.

 

 
La lune tourne autour de la Terre, car elle est attirée par elle.

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Lorsque tu sautes, tu retombes au sol, car c'est la Terre qui t'attire vers elle.

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Il est important de spécifier que la gravité s’exerce toujours entre deux objets. Si l’objet A attire l’objet B, alors l’objet B attire aussi l’objet A avec la même force. C’est donc dire que si la Terre nous attire, nous attirons aussi la Terre avec la même force !

La gravitation universelle

La gravitation universelle est une équation qui permet de calculer la force gravitationnelle (Fg) avec laquelle deux corps s’attirent l’un vers l’autre.


 

Attraction entre deux astres

La planète Terre a une masse d’environ 5,98 x 1024 kg et tourne à une distance moyenne de 1,50 x 108 km du Soleil dont la masse est d’environ 1,99 x 1030 kg. Quelle est la force qui permet à la Terre de continuer sa révolution autour du Soleil?

Solution :

 

Attraction d’un corps sur une planète (poids d’un objet)

Un rocher de 300 kg se trouve à la surface de la Lune dont la masse est de 7,35 x 1022 kg.  Si la Lune a un rayon d’environ 3,47 x 106 m, quelle force permet à la roche de demeurer sur la surface de la Lune ?

La difficulté dans ce problème est d’évaluer la distance qui sépare le rocher de la Lune.  On pourrait être tenté de dire que cette distance est nulle puisque le rocher est directement sur la surface de la Lune, mais cette idée est fausse puisqu’il faut utiliser le centre d’une masse (ou le centre de la Lune dans notre cas) comme point de référence pour évaluer les distances.  La distance qui sépare cet objet du centre de la Lune sera donc le rayon lunaire.

Solution :

Le champ gravitationnel

Le champ gravitationnel d’une planète représente la force avec laquelle un astre attire chaque kilogramme de masse qui se trouve à sa surface. 

La force d'attraction de la Terre sur un objet est d'environ 9,81 N/kg.



Quel est le champ gravitationnel de la Lune ?

Solution :

On peut donc affirmer que chaque kilogramme à la surface de la Lune est attiré avec une force de 1,62 N.  Un objet de 2 kg sera donc attiré vers la Lune avec une force nette de 3,24 N (2 kg x 1,62 N/kg).

Détermination de la force gravitationnelle agissant sur un corps à l’aide du champ gravitationnel

Pour déterminer la force gravitationnelle agissant sur un corps, il suffit de multiplier la masse de ce corps avec le champ gravitationnel de l’astre sur lequel il se trouve.

 
Comment déterminer la force avec laquelle la Terre attire une masse de 70 kg ?

Solution :

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse