Définition
Champ de gravitation
Un champ de gravitation est une région de l'espace où une masse subit une force gravitationnelle. La direction de cette force est toujours dirigée vers le centre de la masse créant le champ.
Gravitation universelle
La gravitation universelle est la force d'attraction qui s'exerce entre tous les objets possédant une masse dans l'univers, proportionnelle aux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
Poids
Le poids est la force exercée par un champ de gravitation sur un objet. Il est déterminé par la formule P = m * g, où P est le poids, m la masse et g l'accélération due à la gravité.
Mouvement dans un champ de gravitation uniforme
Quand un corps se trouve dans un champ de gravitation uniforme, comme c’est le cas près de la surface de la Terre, il subit une force constante et uniforme, appelée son poids. Cette force provoque une accélération constante vers le bas, ce qui signifie que, sans autre force externe, un objet en chute libre dans un champ de gravitation uniforme accélérera constamment.
Loi de la gravitation universelle
La loi de gravitation universelle, formulée par Isaac Newton, énonce que chaque particule de matière dans l'univers attire chaque autre particule avec une force qui est proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance entre leurs centres. Matériellement, cette loi décrit pourquoi les objets tombent vers la Terre et pourquoi la Lune et les autres planètes suivent des trajectoires courbes dans le ciel.
Applications de la gravitation
Dans notre vie quotidienne, la gravitation est ce qui nous retient sur Terre. Dans le cosmos, la gravité explique la formation des planètes, des étoiles et des galaxies. Elle donne l'équilibre entre les forces qui maintiennent les planètes en orbite autour des étoiles ou les lunes autour des planètes.
Effet de la gravitation sur le mouvement des corps célestes
Les corps célestes comme les planètes, les astéroïdes et les comètes se déplacent selon des trajectoires déterminées par la gravitation. Cette force centrale les maintient en orbite fermée autour des étoiles et leur donne une vitesse et une direction précises. Les lois de Kepler, décrivant l'orbite elliptique des planètes, découlent directement des principes de la gravitation universelle.
Chute libre et le principe d'équivalence
En chute libre, la seule force agissant sur un objet est la gravitation. Selon le principe d'équivalence d'Einstein, on ne peut pas faire la distinction entre une accélération due à la gravitation et une force équivalente générée par un mouvement accéléré. Cela mène à des effets comme l'apesanteur intérieure et est à la base de la relativité générale.
A retenir :
Le champ de gravitation désigne la région de l'espace influencée par la force gravitationnelle d'une masse. Dans un champ gravitationnel uniforme, un objet tombe avec une accélération constante vers le bas. Selon la loi de la gravitation universelle de Newton, chaque masse attire une autre masse avec une force qui dépend de leurs masses respectives et de la distance entre elles. Les corps célestes se déplacent sous l'effet de cette force gravitationnelle, formant des trajectoires orbitales stables. La compréhension de la gravitation est essentielle pour décrire les mouvements à la fois terrestres et célestes dans notre univers.
