L’interaction gravitationnelle

Présentation au sujet: "L’interaction gravitationnelle"— Transcription de la présentation:

1 L’interaction gravitationnelle
ou la pomme d’Isaac …

2 Pourquoi la pomme est-elle attirée par la Terre?

3 Bien sûr, la pomme est soumise à la force d’attraction gravitationnelle que la Terre exerce sur elle

4 Quelle est la loi de la gravitation?
B Anastasie relit ses notes de cours… mais elles sont illisibles!

5 Deux corps de masses mA et mB, régulièrement réparties autour de leurs centres A et B, distants de d exercent l’un sur l’autre des forces attractives : Ces deux forces sont: appliquées aux centres A et B des deux corps De même direction, celle de la droite ab De sens opposé de même valeur:

6 Peux-tu l’aider à se relire et à compléter le schéma ci-dessous?
B d

7 A B les forces gravitationnelles sont attractives :
Ces deux forces sont: appliquées aux centres A et B des deux corps De même direction, celle de la droite AB De sens opposé de même valeur

8 Quel est l’ordre de grandeur de la valeur des forces de gravitation qui s’exercent entre la Terre et la Lune ? mais avant tout une petite aide: quelles sont les unités des grandeurs concernées dans le S.I.? Données: mT = 6, kg mL =mT/81 d = 3, km G = 6, S.I.

9 Bravo… tu as pensé à convertir la distance d en m sinon, voilà un élément de réponse
L’ordre de grandeur de d est de 108 m Les masses sont exprimées en kg, la force est alors en N

10 Bravo…

11 Pourquoi l’astronaute qui marche sur la Lune semble-t-il si léger?
sa masse a-t-elle changé? ou y-a-t-il une autre raison?

12 Bien sûr, L’expression de la force exercée par la Lune sur l’astronaute vérifie: Cette force est à comparer au poids de l’astronaute sur Terre:

13 Pour cela, calcule ce rapport
Données: mL =mT/81 RL =RT/3,7 Et tu trouves un rapport d’environ 6, alors pourquoi l’astronaute qui marche sur le Lune semble-t-il si léger?

14 La pomme peut-elle avoir au voisinage de la Terre une trajectoire différente selon sa vitesse initiale? Au besoin, profite de l’aide donnée en page suivante

15 Ce schéma de Newton peut t’aider à répondre : OUI
Pour quelles trajectoires peut-on considérer la pomme comme : Un projectile Un satellite?

16 La pomme est un projectile
La pomme est un satellite

17 Alors la Lune tombe-t-elle ?
Par analogie avec l’allure de la trajectoire de la pomme selon les conditions initiales de son mouvement: peux-tu dire quel est le mouvement de la Lune dans le référentiel centré sur la planète Terre?

18 dans le référentiel centré sur la planète Terre (appelé référentiel géocentrique), la Lune est un satellite de la Terre animé d’un mouvement circulaire

19 Quelle est la force à l’origine du mouvement de la Lune?
Une question plus délicate : utilise au besoin les diapositives suivantes…

20 Une petite aide ? « Au temps de Kepler, il y avait des gens pour répondre qu’il y avait derrière chaque planète un ange battant des ailes et la poussant sur son orbite. Comme vous le verrez, cette réponse n’est pas très loin de la vérité. La seule différence est que les anges ont une autre position et battent des ailes vers l’intérieur de l’orbite. » Richard FEYNMAN, La nature de la physique

21 en utilisant le groupe de mots force d‘attraction gravitationnelle, justifie ce commentaire de Richard Feynman: « La seule différence est que les anges ont une autre position et battent des ailes vers l’intérieur de l’orbite » Une aide : Quelles sont les caractéristiques de la force d’attraction gravitationnelle ?

22 Voici successivement 2 représentations de la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune en deux points différents de sa trajectoire

23 Voici successivement 2 représentations de la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune en deux points différents de sa trajectoire

24 Finalement la Lune tombe-t-elle ?
En fait, elle tombe sans toucher la Terre … Sinon (en l’absence de force de gravitation exercée par la Terre sur la Lune), que se passerait-il?

25 Eh oui, fini le clair de Lune!