CHAPITRE 3 : Quelle force régit tous les mouvements de l'Univers ?

Objectifs :


- Découvrir la notion d’interaction et de la force qui lui est associée.
- Décrire les caractéristiques de l’interaction gravitationnelle.
- Comprendre et utiliser la formule du calcul de la force d’interaction gravitationnelle.

Introduction


La légende veut qu’une pomme changea violemment et de manière durable notre perception du monde, offrant ainsi à l’Homme la possibilité de prédire les évènements futurs.
Nous sommes en 1661, dans le verger familiale, Isaac Newton observe la chute d’une pomme. En s’écrasant sur le sol, Newton s’interroge sur les raisons qui ont conduit le fruit de l’arbre à la Terre. Considérant que la pomme aurait chutée de n’importe quelle hauteur et de n’importe qu’elle endroit de la Terre, il semblerait que la Terre piège la pomme. Mais en levant les yeux au ciel, Newton observe la Lune, cet astre qui accompagne les nuits. Se pourrait-il donc que la Lune soit elle aussi piégée par la Terre ? Se pourrait-il que ce soit la Terre qui fasse tourner la Lune ?
A partir d’un évènement banal, Newton construira une des plus grandes théories de l’Histoire des Sciences : la Gravitation Universelle.

I. Le modèle des interactions

On modélise l'interaction d'un objet avec un autre par l'action d'une force. Cette dernière est représentée par un vecteur (ou segment fléché) qui possède les caractéristiques suivantes :
- une direction (la droite que suit le segment)
- un sens (l'un des deux sens sur la droite de direction)
- une norme (longueur du segment fléché qui correspond à l'intensité de la force)
- un point d'application.

II. L'interaction gravitationnelle

L'interaction gravitationnelle est une interaction attractive et à distance qui se manifeste entre deux objets possédant une masse.

III. Calcul et valeur de la force d'interaction gravitationnelle

Deux objets A et B, de masses respectives mA et mB, dont les centres sont séparés par une distance d, exercent l’un sur l’autre des actions mécaniques attractives modélisées par des forces, appelées forces d’attraction, ayant la même intensité F :

Force d'interaction gravitationnelle

G est la constante de gravitation universelle, mA et mB s’expriment en kilogramme (kg), d en mètre (m) et F en newton (N).

Fiche de Cours

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