Gravitation Universelle
La force fondamentale qui régit l'univers : des pommes aux planètes.
Introduction
Au 17ème siècle, Isaac Newton a eu l'intuition géniale qu'une pomme qui tombe et la Lune qui orbite autour de la Terre obéissent à la même force : la gravitation universelle. Cette force fondamentale, omniprésente mais invisible, structure notre univers de la chute des objets à l'orbite des galaxies.
Objectifs d'Apprentissage
Énoncer la loi de Newton
Comprendre F = G × m₁ × m₂ / d² et identifier les facteurs
Distinguer poids et masse
Masse (kg) est intrinsèque, poids (N) dépend de l'astre (P = m × g)
Expliquer les orbites
Comprendre le mouvement des planètes et satellites par gravitation
Contextualiser historiquement
Importance de la loi de Newton et implications modernes
La Loi de Newton : Une Équation Universelle
Force proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle au carré de la distance
Constante Universelle G
G ≈ 6,67 × 10⁻¹¹ N·m²·kg⁻²
Très faible valeur : on ne ressent pas l'attraction entre objets du quotidien
Distance d
Distance entre les centres des corps (en mètres)
Doublez la distance → Force divisée par 4
Poids et Masse : Une Distinction Cruciale
Masse (m)
- • Grandeur intrinsèque : quantité de matière
- • Unité : kilogramme (kg)
- • Constante : même masse sur Terre, Lune, espace
Poids (P)
- • Force gravitationnelle : P = m × g
- • Unité : newton (N)
- • Variable : dépend de l'astre (gTerre ≈ 9,8 N/kg ; gLune ≈ 1,6 N/kg)
Exemple : Astronaute de 80 kg → Poids Terre ≈ 784 N, Poids Lune ≈ 128 N (6 fois moins !)
Manifestations de la Gravitation
Orbites Planétaires et Satellites
La gravitation est la "ficelle invisible" qui retient les planètes autour du Soleil. Un satellite en orbite circulaire est en chute libre permanente : sa vitesse tangentielle est juste assez grande pour qu'il "tombe" autour de la Terre sans la percuter.
Les Marées
La différence d'attraction gravitationnelle de la Lune (et du Soleil) entre les côtés proche et éloigné de la Terre déforme légèrement les océans, créant deux bourrelets qui donnent les marées hautes et basses.
Maîtrise la Gravitation !
Ne confonds jamais G (constante universelle ≈ 6,67×10⁻¹¹) et g (intensité locale du champ de gravité).
Voir le Mouvement