Physique-Chimie · Première · Mouvements et interactions
Le champ gravitationnel
Deux masses, toujours attirées.
En bref
Deux corps possédant une masse s'attirent.
Deux corps possédant une masse s'attirent. La gravitation est la seule des quatre interactions fondamentales qui soit toujours attractive et de portée infinie.
La loi de gravitation universelle
Deux corps ponctuels de masses m(A) et m(B), distants de d, s'attirent avec une force de valeur :
F = G × m(A) × m(B) / d²
avec G ≈ 6,67 × 10⁻¹¹ dans les unités du Système international. La force est portée par la droite qui joint les deux corps.
| La distance | La force |
|---|---|
| Doublée | Divisée par quatre |
| Triplée | Divisée par neuf |
La dépendance en 1 / d² est décisive : doubler la distance divise la force par quatre, et non par deux.
Du champ à la force
Un corps massique crée autour de lui un champ gravitationnel. À la distance d d'un astre de masse M :
g = G × M / d²
Il est dirigé vers le centre de l'astre. Une masse m placée en ce point subit alors la force F = m × g.
Masse et poids
| La grandeur | Son unité | Ce dont elle dépend |
|---|---|---|
| Masse | Kilogramme (kg) | Le corps seul : elle est invariable |
| Poids | Newton (N) | L'astre : P = m × g |
Sur la Lune, où g vaut environ 1,6 N/kg, un astronaute a exactement le même corps et un poids six fois plus faible.
Champ uniforme ou non
| L'échelle | Le champ de pesanteur |
|---|---|
| Une salle de classe | Uniforme : même valeur (environ 9,8 N/kg), même direction, même sens |
| Un satellite en orbite | Non uniforme : sa valeur décroît avec l'altitude, sa direction change |
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6 questions pour vérifier
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1.Comment varie la force gravitationnelle si la distance est doublée ?
2.L’interaction gravitationnelle peut-elle être répulsive ?
3.Quelle est l’unité du champ de pesanteur g ?
4.La masse d’un astronaute change lorsqu’il se rend sur la Lune.
5.De quoi dépend la valeur du champ gravitationnel créé par un astre en un point ?
6.Le champ de pesanteur terrestre peut être considéré comme uniforme à l’échelle d’une salle de classe.
0 / 6 questions
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