Il était une fois, un homme du nom d’Isaac Newton se

promenant dans un verger. Alors qu’il se reposait à

l’ombre sous un pommier, il reçut une pomme sur la

tête. Une question lui vint donc à l’esprit! Mais

pourquoi cette pomme est-elle tombée de cet arbre,

tandis que la Lune, elle, ne tombe pas sur ma tête?

Qu’est-ce que la gravitation ?

En physique, quatre forces fondamentales sont responsables de plusieurs phénomènes

physiques observés dans l'Univers. Ces forces sont l'interaction nucléaire forte,

l'interaction nucléaire faible, l'interaction électromagnétique et la gravitation. Pour

aujourd’hui, c’est la gravitation qui nous intéresse! Ne vous méprenez pas! Il y a une

différence entre la gravité et la gravitation. La gravitation cause l'attraction de deux

corps entre eux sous l'effet de leur masse. La gravité, quant à elle, est en fait la

manifestation de la gravitation lorsqu’on peut en constater les effets à l’œil nu. Elle est

d’ailleurs responsable de l'attraction terrestre qui nous tient au sol et de certains

phénomènes naturels tels que : les marées et l’orbite des planètes autour du soleil.

La gravité entre la Terre et la Lune

La Terre et la Lune représentent deux corps. Ces deux corps,

s'attirant sous l'effet de leur masse, forment le système

Terre-Lune. La masse de la terre est 81 fois plus grosse que

celle de la lune, c'est pourquoi le centre de gravité de ce

système est 81 fois plus près de la Terre que de la Lune. Pour être plus précis, il se situe

à 1710 km sous la surface de la Terre. Ce qui explique le fait que ce système double ait

un

distance qui sépare la Terre du Soleil, ce mouvement en

ell

système solaire,

du Soleil.

Les marées

Aussi surprenant que cela p

effet sur les marées

la Lune sont

marées hautes. En même temps,

gravité y a beaucoup moins d'effet

a un à deux cycles de marées par jour,

constamment autour de la Terre

tourne constamment sur elle

mouvements sont eux aussi causé par la

Quand le Soleil et la Lune sont aligné

gravitationnelles s'additionnent et créent

grandes marées.

Les astres autour du Soleil

La Terre ainsi que sept autres planètes

astéroïdes

Soleil? Simple

solaire

est élevée

masse du s

une orbite elliptique (cercle étiré) autour du sole

distance qui sépare la Terre du Soleil, ce mouvement en

ellipse est moins perceptible, si on l'observe sur une carte du

système solaire, comparément à des planètes plus éloignées

du Soleil.

Les marées

Aussi surprenant que cela puisse paraitre, la gravitation à même un

effet sur les marées. Les océans sur le côté de la Terre qui font face à

la Lune sont attirés par la gravité de celle-ci, provoquant ainsi l

marées hautes. En même temps, des autres côtés de la Terre la marée est basse, car la

gravité y a beaucoup moins d'effets et les eaux se retirent vers les autres extrémités

a un à deux cycles de marées par jour, cela s'explique par le fait que la Lune tourne

constamment autour de la Terre et que la Terre

sur elle-même, ces

mouvements sont eux aussi causé par la gravité.

e Soleil et la Lune sont alignés, leurs forces

onnelles s'additionnent et créent des

Les astres autour du Soleil

La Terre ainsi que sept autres planètes, plusieurs

astéroïdes et comètes gravitent autour du Soleil. Pourquoi le

Soleil? Simplement parce qu’il s’agit du plus gros astre

solaire et que plus la masse est élevé, plus la force gravitationnelle

élevée. Et oui, le Soleil représente à lui seul 99,86 % de la

masse du système solaire.

autour du soleil. Vue la

distance qui sépare la Terre du Soleil, ce mouvement en

sur une carte du

à des planètes plus éloignées

sse paraitre, la gravitation à même un

. Les océans sur le côté de la Terre qui font face à

ci, provoquant ainsi les

des autres côtés de la Terre la marée est basse, car la

x se retirent vers les autres extrémités. Il y

Lune tourne

. Pourquoi le

astre du système

gravitationnelle

% de la

Aristote

Né en 384 av. J.-C, Aristote était un philosophe grec reconnu, il fut d'ailleurs

l’élève de Platon. Il étudia la biologie, la physique, la métaphysique, la logique, la

politique, le rhétorique et surtout l'économie. Galilée et Newton, ont tous deux remis en

question les théories qu'il avait avancé sur l'astronomie et ils avaient raison, mais c'est

tout de même en se basant sur ses travaux qu'ils purent avancer les leurs. Plus de deux

millénaires après sa mort (322 av. J.-C.), ses pensées sont encore étudiées et elles

continuent à influencer certains mouvements de pensés.

La gravitation… mais qui a pensé à ça ?

Pour Aristote, un corps se doit de rejoindre le centre de la Terre : son lieu naturel. Sa

théorie ne s’applique qu’aux corps faisant parties du monde «sublunaire», qui

signifie la Terre, elle ne s’applique pas aux corps célestes faisant parties du

monde «supralunaire», qui signifie le ciel. Plus tard, nous comprendrons que

ces deux mondes obéissaient à la Loi de gravitation universelle.

La gravitation... mais qui a élaboré ça ?

Tout commence avec Galilée. Ne s'attardant pas au

problème de la chute dans le vide d'objets de masses

différentes, il consacre toute son attention sur la chute

de corps sur terre. Il a d'ailleurs fait des expériences du

haut de la tour de Pise d'où il a simultanément laissé

tomber deux balles. Une étant creuse et l’autre non,

mais les deux avaient la même forme et une masse

différente. Les résultats ont démontrés que les deux

corps avaient le même temps de chute. C'est grâce à

La Tour de Pise

Symbole important de l’Italie, sa

construction commença en 1173.

Son inclinaison varia au fil des ans,

mais aujourd’hui elle est de 3,99°

vers le sud. Sa hauteur est de

55,86m mais, tout dépend d’où

vous la regarder. De 1990 à 2001 la

tour était fermée au public et en

1993 d’importants travaux ont été

faits dû à un risque d’écroulement.

Les soixante années précédentes,

plus de 31 millions de personnes

ont visités la célèbre Tour de Pise.

Galileo Galilei

Né à Pise en 1564, il fut le plus

grand savant de son époque. Il

étudia entre autre les théories

mathématiques d'Archimède pour résoudre

certains problèmes de physique. Grâce à ses

fameuses découvertes astronomiques, il

s'attira la colère de l'Église. Il fut contraint de

nier ses découvertes pour échapper au

bûcher. Il décéda en prison en 1642.

cette expérience qu'il fût le premier à découvrir et

comprendre que la résistance de l'air est la seule

raison des différences de vitesse entre deux corps.

C'est en se basant sur ces principes, qu' il déduisit

que la vitesse est proportionnelle au temps écoulé

depuis le début de la chute.

Ainsi : vitesse = constante x temps écoulé

La constante représente la gravité. Celle-ci

ayant une valeur de 9,81 m·s−2

sur Terre.

La résistance de l’air lors de la chute d’un corps

La différence entre la chute d’un corps et la chute dans le vide (ou la chute

libre) est la résistance de l’air. Cette même résistance que Galilée avait pu

constater lors de son expérience du haut de la tour de Pise en 1602.

Lorsqu’un corps subit la résistance de l’air, il tombe plus lentement que

s’il était en chute dans le vide. Plusieurs facteurs influencent la résistance

de l’air tels que : la masse, la forme, la texture et la taille du corps.

La gravitation… mais qui a perfectionné ça?

C'est en se basant sur les écrits de Aristote, Galilée, Kepler

(3eloi de Kepler) et des autres scientifiques avant lui, que

Newton créa la Loi de la gravitation universelle qui est

toujours en règle aujourd'hui. Son but était d’unifier toutes

les lois connues sur la gravitation terrestre et le mouvement

des planètes.

3e

loi de Kepler

Johannes Kepler a découvert que le

mouvement des planètes est unifié

en une seule loi universelle : la 3e

Loi de Kepler, dite la Loi des

périodes. Ses travaux démontrent

qu'il existe un facteur constant

entre la force exercée et la masse

de la planète en question. Ce

facteur est la constante

gravitationnelle. La Loi des

périodes permet de calculer la

trajectoire d'une quelconque

planète à partir de très peu de

données.

Isaac Newton

Philosophe, mathématicien, physicien, alchimiste

peut dire que Isaac Newton a eu un parcours digne de mention. Né le 25 décembre

1642 dans la petite ville de Grantham en Angleterre, Newton avait un futur ressemblant beaucoup plus à celui

d'un paysan qu'à celui d'homme de sciences. Sa mère,

l'envoya à l'école et c'est à l'âge de 18 ans qu'il entra au Trinity

grâce aux apprentissages qu'il y fit, qu'il a pu faire les découvertes que

trois lois universelles du mouvement, la décomposition de la lumière,

droit à des funérailles nationales pour remercier son travail.

La Loi de la gravitation

où et

d représente la distance

et

G représente

chimiste, astronome et théologien, on

peut dire que Isaac Newton a eu un parcours digne de mention. Né le 25 décembre

en Angleterre, Newton avait un futur ressemblant beaucoup plus à celui

ui d'homme de sciences. Sa mère, remarquant que son fils avait des habiletés

l'école et c'est à l'âge de 18 ans qu'il entra au Trinity collège de Cambridge où il y resta 7 ans. C'est

qu'il y fit, qu'il a pu faire les découvertes que nous lui attribuons

, la décomposition de la lumière, etc. Lors de sa mort, en avril 1727, il

droit à des funérailles nationales pour remercier son travail.

oi de la gravitation universelle

représentent la masse en kilogramme (kg),

d représente la distance en mètre (m), à partir du centre de chacun des corps

représentent les force d’attraction en newton (N),

G représente la constante gravitationnelle

en Angleterre, Newton avait un futur ressemblant beaucoup plus à celui

habiletés mécaniques,

de Cambridge où il y resta 7 ans. C'est

attribuons aujourd’hui. Telles les

Lors de sa mort, en avril 1727, il eut

à partir du centre de chacun des corps

en newton (N),

Cette loi décrit la gravitation

corps, du mouvement des planètes autour

entre eux dépendamment leur masse

Par exemple, deux corps ayant la même masse (

de mêmes valeurs, mais de sens différents. Ces forces sont proportionnelles à leur

masse, donc plus la masse est é

entre ces deux corps est élevé

centre de gravité des deux corps.

La force exercée sur le corps

Pour être encore plus clair

Voici une vidéo qui illustre bien le phénomène de la gravité appliqué sur la Lune :

https://www.youtube.com/watch?v=vb2GDgTGa3g

Et voilà pourquoi le marteau et la plume tombent en même temps :

https://www.youtube.com/watch?v=4FvPlz

En conclusion

Chers physiciens, puisque vous êtes maintenant des experts en la m

quelques notions d’histoire, c’est un fait

en va de l’eau qui nous entoure jusqu'

terre.

Par Alex Arcand et Laurie

Duchaine-Gignac

gravitation comme une force qui est responsable de la chute des

corps, du mouvement des planètes autour du Soleil, ainsi que de l'attraction des corps

leur masse.

Par exemple, deux corps ayant la même masse ( et ) s'attirent avec des forces

de mêmes valeurs, mais de sens différents. Ces forces sont proportionnelles à leur

plus la masse est élevée, plus la force est grande. Mais, plus la distance

entre ces deux corps est élevée, moins la force est grande. Cette force passe par le

gravité des deux corps.

par le corps est donnée par cette loi :

Pour être encore plus clair:

une vidéo qui illustre bien le phénomène de la gravité appliqué sur la Lune :

https://www.youtube.com/watch?v=vb2GDgTGa3g

Et voilà pourquoi le marteau et la plume tombent en même temps :

https://www.youtube.com/watch?v=4FvPlz-FzYI

vous êtes maintenant des experts en la matière! Après

quelques notions d’histoire, c’est un fait : la gravitation influence tout autour de nous. Il

va de l’eau qui nous entoure jusqu'à la force qui nous aide à garder les deux pieds sur

Par Alex Arcand et Laurie

Gignac

responsable de la chute des

ainsi que de l'attraction des corps

) s'attirent avec des forces

de mêmes valeurs, mais de sens différents. Ces forces sont proportionnelles à leur

plus la distance

, moins la force est grande. Cette force passe par le

.

une vidéo qui illustre bien le phénomène de la gravité appliqué sur la Lune :

Après

: la gravitation influence tout autour de nous. Il

nous aide à garder les deux pieds sur

Bibliographie

Le principe fondamental de la dynamique: force et mouvement, par

Gallimard.

L'énergie et la matière (encyclopédie des jeunes), par Larousse.

Médiagraphie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Gravitation

http://fr.wikipedia.org/wiki/Interaction_%C3%A9l%C3%A9mentaire

http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_universelle_de_la_gravitation

http://fr.wikipedia.org/wiki/Soleil

http://serge.bertorello.free.fr/astrophy/mouvements/mvmts11.html

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tour_de_Pise

http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/html/Gravitation/GravitApprof.html

http://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_de_la_gravitation

https://www.youtube.com/watch?v=4FvPlz-FzYI

https://www.youtube.com/watch?v=vb2GDgTGa3g

http://fr.wikipedia.org/wiki/Mar%C3%A9e

http://fr.wikipedia.org/wiki/Chute_avec_r%C3%A9sistance_de_l%27air

http://matheux.ovh.org/ARC/4G1LoisDeNewton.pdf

https://www.k12.gov.sk.ca/docs/francais/fransk/physique/u5bc.html

http://fr.wikipedia.org/wiki/Aristote