La gravitation universelle
Niveau
3eme
Sous-categorie
mecanique
Programme officiel
Cycle 4 - Mouvements et interactions
Prerequis
Definition
La gravitation est l'attraction mutuelle entre tous les objets ayant une masse. Plus les masses sont grandes et proches, plus l'attraction est forte. C'est cette force qui maintient les planetes autour du Soleil et la Lune autour de la Terre.
A retenir
- •TOUT objet ayant une masse attire TOUT autre objet ayant une masse
- •L'attraction est MUTUELLE : la Terre attire la pomme ET la pomme attire la Terre
- •Plus les MASSES sont grandes, plus l'attraction est FORTE
- •Plus la DISTANCE est grande, plus l'attraction est FAIBLE (inversement proportionnel a d²)
- •Le poids d'un objet = force de gravitation Terre-objet
- •La gravitation explique les orbites des planetes, satellites, cometes
La gravitation s'exerce entre...
Exemple resolu pas a pas
ENONCE (style brevet)
La Terre a une masse de 6 × 10^24 kg. Un satellite de 500 kg orbite a 400 km d'altitude. Expliquer pourquoi le satellite ne tombe pas sur Terre.
SOLUTION
Le satellite est attire par la Terre (gravitation)
Il est en mouvement (vitesse horizontale importante)
Il 'tombe' vers la Terre, mais sa vitesse l'empeche de toucher le sol
Il tombe en permanence, mais avance assez vite pour 'rater' la Terre
C'est une chute perpetuelle autour de la Terre : l'orbite
Pieges classiques au brevet
Piege 1
Penser que seule la Terre attire
La Terre attire la pomme, mais pas l'inverse
L'attraction est MUTUELLE. La pomme attire aussi la Terre, mais la Terre est si massive qu'elle ne bouge pas perceptiblement.
La pomme attire la Terre avec la meme force (mais effet imperceptible sur la Terre)
Piege 2
Confondre gravitation et gravite
La gravite n'existe que sur Terre
Gravitation = phenomene general d'attraction entre masses. Gravite = cas particulier pres de la Terre (g = 10 N/kg).
La gravitation existe partout dans l'univers entre tous les corps massifs
Piege 3
Oublier que F diminue avec le carre de la distance
A 2 fois plus de distance, F est 2 fois plus faible
Si la distance double, F est divisee par 4 (pas par 2 !).
A 2 fois plus de distance, F est 4 fois plus faible (2² = 4)
Comment raisonner sur la gravitation ?
Quand utiliser cette methode ?
Quand on parle d'attraction entre astres, satellites, poids dans l'espace, orbites.
Identifier les deux corps
Quels sont les deux objets qui s'attirent ?
Analyser les masses
Plus les masses sont grandes, plus l'attraction est forte.
Analyser la distance
Plus la distance est grande, plus l'attraction est faible (en 1/d²).
Conclure
Expliquer comment la gravitation explique le phenomene observe.
Quand est-il tombe au brevet ?
Notion frequente au brevet
| Annee | Session | Exercice | Points | |
|---|---|---|---|---|
| 2024 | Asie | Ex. 1 | 12 pts | Voir |
| 2023 | Metropole | Ex. 2 | 10 pts | Voir |
| 2022 | Polynesie | Ex. 1 | 8 pts | Voir |
