Fiche de révision

Physique

Force de gravitation

La même force fait tomber une mangue et tourner la Lune autour de la Terre.

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Fiche de révision de Physique : « Force de gravitation », proposée par ndolomath.comndolomath

Force de gravitation

💡 Idée principale : deux corps massifs s’attirent toujours. La force de gravitation est proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle au carré de la distance.

Étapes résumées

Loi de Newton : $F = G \frac{m_{A} m_{B}}{d^{2}}$ .
$G = 6, 67 \times 10^{- 11} {N·m}^{2} {·kg}^{- 2}$ .
Force attractive, portée par la droite AB.
Le poids d’un corps est presque égal à l’attraction terrestre.

La loi de l’attraction universelle

F_{A / B} = F_{B / A} = G \frac{m_{A} m_{B}}{d^{2}}

Gconstante de gravitationmmasses en kgddistance des centres en m

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1. Attraction Terre-satellite

La force est dirigée vers le centre de la Terre.

Elle diminue vite quand la distance augmente.

Action et réaction sont égales et opposées.

2. Comprendre l’interaction

Tous les corps qui ont une masse s’attirent. Entre deux élèves, la force existe mais elle est minuscule, car G est très petit. Elle devient énorme quand une des masses est gigantesque, comme la Terre ou le Soleil. Les deux forces sont opposées : la mangue attire la Terre avec la même intensité que la Terre attire la mangue, mais la Terre, beaucoup plus massive, ne bouge pratiquement pas.

Applications

Exemple guidé

Calcule la force d’attraction entre la Terre ( $6 \times 10^{24}$ kg) et la Lune ( $7, 3 \times 10^{22}$ kg) séparées de $3, 8 \times 10^{8}$ m.

Solution :

F = 6, 67 \times 10^{- 11} \times \frac{6 \times 10^{24} \times 7, 3 \times 10^{22}}{(3, 8 \times 10^{8})^{2}}

.

F \approx 2 \times 10^{20} N

.

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À retenir

Entre deux objets de la vie courante, la gravitation est minuscule.
Elle devient énorme dès qu’un astre est en jeu.

Ordres de grandeur

Exercice type

Calcule la force d’attraction entre la Terre ( $M_{T} = 6, 0 \times 10^{24} kg$ ) et la Lune ( $M_{L} = 7, 3 \times 10^{22} kg$ ) distantes de $d = 3, 8 \times 10^{8} m$ . $G = 6, 67 \times 10^{- 11} SI$ .

Solution :

F = G \frac{M_{T} M_{L}}{d^{2}} = 6, 67 \times 10^{- 11} \times \frac{6, 0 \times 10^{24} \times 7, 3 \times 10^{22}}{(3, 8 \times 10^{8})^{2}}

.

F \approx 2, 0 \times 10^{20} N

.

Où agit la gravitation ?

Système solaire

Elle maintient les planètes en orbite autour du Soleil.

Marées

La Lune attire les océans : le niveau de la mer monte et descend.

Étoiles

Elle rassemble le gaz qui forme les étoiles.

Le poids

Ton poids est la force de gravitation exercée par la Terre.

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À toi de jouer

1. Si la distance double, la force est divisée par ?

2. La gravitation est-elle attractive ou répulsive ?

3. Quelle est l’unité de G ?

Réponses : 4 · attractive · N·m²·kg⁻². Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

d est la distance entre les centres, pas entre les surfaces.
La distance est au carré.
La Lune attire la Terre avec la même force que la Terre attire la Lune.

Méthode

Convertis tout en SI, écris la formule, puis calcule en séparant mantisses et puissances de 10.

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