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Ch 14: La gravitation
Objectifs:
 connaître la loi de gravitation
 Interpréter les différents mouvements
d’objets en chute libre au voisinage de la
Terre.
 Extrapoler à la Lune et aux autres astres.
Ph 8 La gravitation
1. La loi de la gravitation
2. Mouvements d’objets en chute libre
1. La loi de la gravitation
Quelle question a voulu résoudre Isaac Newton?
Isaac Newton a voulu montrer que la Lune et une
pomme tombent de la même manière vers la Terre.
Montrons que la Lune est en chute libre vers la Terre
comme la pomme.
Quelles sont les forces extérieures exercées sur la
Lune?
Si on néglige les interactions des astres éloignés, la
Lune est uniquement attirée par la Terre « son poids »
et elle possède une vitesse de rotation constante.
On représente cette situation et on met en évidence la
chute de la Lune:
Hauteur de chute h
Que se passerait-il si la Terre disparaissait?
Mais notre bonne vieille Terre
est toujours présente
En mesurant les différentes hauteurs de chute,
Newton a montré que la Lune et la pomme chutaient à
cause d’une force qu’on appelle force de gravitation.
De quoi peut dépendre cette force?
Elle est dirigée vers le centre de la Terre et a pour
valeur:
Avec m la masse de l’objet considéré
r: la distance entre les deux centre de gravité
MTerre : masse de la Terre
G: La constante de gravitation universelle.
G = 6,67x10-11 SI
2. Mouvements d’objets en chute libre
2.1. Objets lâchés sans vitesse initiale
Quel est le mouvement d’un objet lâché sans
vitesse initiale au voisinage de la Terre?
lorsqu’un objet est lâché sans vitesse initiale
au voisinage de la Terre, son mouvement est
vertical accéléré.
2.2. Objets lâchés avec une vitesse initiale non verticale.
Quel est le mouvement d’un objet lâché avec
une vitesse initiale au voisinage de la Terre?
lorsqu’un objet est lâché avec une vitesse
initiale au voisinage de la Terre, son poids lui
confère un mouvement parabolique et
accéléré.
(Exemple de la balle de tennis lâchée par le
cycliste)
2.3. Extension aux satellites et autres astres
Quelle est la trajectoire d’un objet lancé d’une hauteur
h si la vitesse initiale v0 est horizontale et grande?
v0
v0 v
0
La lune est donc en chute libre avec une
vitesse initiale suffisante pour compenser sa
hauteur de chute. Il en est de même pour les
astres du système solaire ou de l’univers.
Exercices n°4, 19, 20, 21 p 222