La gravité ou pesanteur

La gravité, kézako?

Selon la théorie de la gravitation universelle d'Isaac Newton, tous les corps massifs émettraient un champ d'attraction en rapport avec leur masse, c'est ce qu'on appelle la gravité ou pesanteur...

Plus simplement, toutes les choses qui nous entourent, nous compris, s'attirent entre elles. Plus elles sont lourdes et plus leur force d'attraction est puissante.

Par exemple, vous et moi sommes attirés par la Terre, mais elle-même est attirée par le Soleil et lui-même est attiré par un trou noir, se trouvant au centre de notre galaxie. Sur Terre, nous ne ressentons que la gravité nous reliant à notre planète car la puissance de sa force gravitationnelle contrecarre celle des autres masses se trouvant sur celle-ci.

Parenthèse explicative sur le principe de mise en orbite

La mise en orbite ou satellisation d'un objet est l'action de le faire graviter autour d'un corps céleste.

La première mise en orbite réalisée par l'homme fut celle du satellite Spoutnik 1 par l'URSS en 1957.

Nous utiliserons le cas de la terre pour expliquer ce phénomène. D'une part, quand on lance un objet en l'air, la pesanteur terrestre exerce une force d'attraction sur lui, d'autre part la terre est courbe. Alors lorsqu'on projette ledit objet à une certaine vitesse (entre 7,7km/s et 11km/s) à un angle de 90° par rapport à la droite nous reliant au centre de gravité de la Terre , il ne retombe plus du fait de la forme de cette dernière et ne va pas en ligne droite du fait de la pesanteur.

On appelle la vitesse minimum à laquelle on doit projeter un objet pour le mettre en orbite la vitesse de satellisation minimale. En dessous de celle-ci, l'objet fini par retomber sur le corps céleste qui l'attire. La vitesse maximum à laquelle peut être projeté cet objet pour être mis en orbite est appelée la vitesse de satellisation maximale. Au dessus de celle-ci l'objet est attiré hors du champ gravitationnel du corps céleste qui le retenait, cette vitesse est appelée vitesse de libération .

Le rapport entre la masse et la force gravitationnelle

L'équation F=mg, où F est la force gravitationnelle en Newtons, m la masse d'un objet en grammes et g le champ de pesanteur d'un corps massif en newtons par kilogrammes, représenté la force qu'exerce un corps sur un autre selon sa masse. Par exemple la Terre a un champ de pesanteur à peu près égal à 9,8N/kg, sur un objet de 70 kilos, poids moyen d'un homme, la force gravitationnelle est de 686N.

Cette relation peut aussi être exploiter pour trouver m ou g, grâce aux rapports suivants: m=F/g et g=F/m

Dans les faits, cette force ne signifie pas grand chose car elle s'oppose à une autre force: l'inertie. Celle-ci dit que plus un corps est lourd et plus il est difficile à mettre en mouvement, or ces deux lois forment une constante, c'est ce qui fait que tous corps lâchés, quelque soit leurs masses, dans un espace vide soumis à la pesanteur terrestre, tombent à la même vitesse.

Les champs gravitationnels

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La force gravitationnelle exercée par un corps massif sur un autre dépend d'une part de la masse du corps exerçant cette force (voir "le rapport entre la masse et la force gravitationnelle") mais aussi et d'autre part de la masse du corps soumis à cette force ainsi que de la distance du centre de gravité au corps attiré. Par exemple, Le Soleil exerce une force plus grande sur Mercure que sur Pluton, qui est plus légère que Mercure et plus éloignée du Soleil.

Cette variation, qui définit les champs de gravitation, est formulée sous la forme de l'équation: g=G*M/d^2, dans laquelle g est le champ gravitationnel (en N/kg), G est la constante de gravitation universelle (6,67*10^-11 SI), M est la masse de l'objet soumis à la pesanteur (en kilogrammes) et d est la distance (en mètres) du centre de gravité à l'objet auquel il exerce sa force.

En poursuivant avec l'exemple utilisé dans le premier paragraphe, le champ gravitationnel auquel est soumis Mercure, donc du Soleil, est environ égal à : (6,67*10^-11)*(1,989*10^30)/695800000²=274 N/kg