GRAVITATION

Sébastien AUBERT et Fabien VOL, professeurs formateurs

I. De quels facteurs dépendent la force de gravitation ?

D’après vous de quels facteurs peuvent dépendre l’action à distance de gravitation d’un corps attracteur sur un autre attiré?

Établir la liste des facteurs et dire si l’intensité de la force diminue ou augmente

si le facteur augmente.

1) g est-il vraiment une constante ?

Fterre/corps=m.g g vaut 9,8 N.kg-1 sur la surface de la Terre

Et si cette formule était valable jusqu’à la Lune. Que vaut donc la valeur de g à l’emplacement de la Lune ?

g et donc la force de gravitation dépendent de la distance entre le corps attiré et le corps attracteur

Le problème du système Terre Lune est qu’il n’y a que deux corps. L’étude que nous pouvons faire de la force de gravitation est limitée.

Connaissez vous un système où il y a plus de corps?

2) Étude dans le système solaire

Calculer g en utilisant EXCEL pour toutes les planètes dans le système solaire. Comment varie g en fonction de la distance au soleil ?

Quel est le corps autours duquel tourne les autres dans le système solaire ?

A quelles forces allons nous nous intéresser ?

Données format Excel

Astre Tourne autour deRayon orbite

(m) Masse astre (kg)Force d'attraction

(N)

Io Jupiter 4,22E+08 8,90E+22 6,30E+22

Europe Jupiter 6,71E+08 4,80E+22 1,34E+22

Ganymède Jupiter 1,07E+09 1,50E+23 1,65E+22

Callisto Jupiter 1,88E+09 1,10E+23 3,92E+21

Jupiter Soleil 7,78E+11 1,89E+27 4,14E+23

Choisir la bonne relation en justifiant

planetesoleilplaneteplaneteSoleil d

KmF

/

2/ )( planetesoleilplaneteplaneteSoleil d

KmF

planetesoleilplaneteplaneteSoleil dKmF /

Pouvez vous le vérifier en utilisant EXCEL?

1

2

3

3) Étude pour le système Terre-Lune et le système

Jupiter-satellites de Jupiter

Montrer qu’on trouve également les relations

2/

2/

/ )(

satelliteJupiter

satelliteSatelliteJupiter

LuneTerreLuneLuneTerre

d

KmF

d

KmF

dans lesquels K ont des valeurs différentes

Qu’est ce qui influe d’après vous la valeur de K ?

4) Constante de gravitation

2/ )( planetesoleil

soleilplaneteplaneteSoleil d

GmmF

Vérifier alors que:

Vérifier que cette relation peut être adaptée aux autres systèmes avec la même valeur pour G

II. Interaction gravitationnelle

Corps AMasse mA

Corps BMasse mB

L’action à distance dite de gravitation du corps A sur le corps B se modélise de la manière suivante:

Corps AMasse mA

Corps BMasse mB

Elle agit selon la direction donnée par la droite reliant les deux centres de A et B

La force est dirigée vers le corps attracteur (donneur). Ici vers A.

Force de gravitation FA/B

Elle s’applique au centre du corps attiré (receveur). Ici B.

2/ )( BABABA d

GmmF

Son intensité est donnée par la formule:

Avez vous bien compris?

Qu’avez vous retenu de cette leçon?