2 Les forces de gravitation
L'interaction gravitationnelle expliquée par Newton
peut être modélisée par des forces.
Doc.
►Comment déterminer la valeur des forces
de gravitation et comment les représenter ?
Modélisation de la gravitation universelle
Deux corps exercent l'un sur l'autre une attraction
gravitationnelle de même intensité.
Ainsi, la gravitation qui s'exerce entre deux objets,
par exemple une trousse et un stylo, peut être modélisée
par deux forces Ftrousse/stylo et Fstylo/trousse de même
direction et de même valeur mais de sens opposé (Fig. 1).
Ces forces s'appliquent en un point appelé « centre de
gravité », qui correspond le plus souvent au centre
de l'objet.
Doc.2
Valeur des forces de gravitation
La valeur des forces de gravitation s'exerçant entre deux objets
A et B dépend à la fois de la masse de ces objets et de la distance
qui les sépare. On la calcule en utilisant la formule suivante :
Forces de
gravitation entre
A et B (en N)
FA/B = FB/A=Gx MAX MB
d²
Constante de gravitation
Questions
Comprendre
1. De quelles grandeurs dépend la valeur des forces
de gravitation s'exerçant entre les deux objets?
Raisonner
2. En utilisant la formule (Doc. 2), indique comment
évolue la valeur des forces de gravitation:
- lorsque la masse des objets augmente;
- lorsque la distance entre les objets augmente.
3. Explique également pourquoi la force de gravitation
exercée par la Terre sur la trousse a la même valeur
que celle exercée par la trousse sur la Terre.
4. En utilisant les données*, montre que la valeur
de ces forces est environ 2 N.
trousse/style
68 Partie B-Mouvement et interaction
style trousse
Fig. 1: Représentation
des forces de gravitation
s'exerçant entre une trousse
et un stylo.
Données
Marousse = 0,2 kg
Matylo=0,01 kg
Terre=5,97 x 1024 kg
stylo-trousse = 0,5 m
dTerre-trousse = 6,4 x 106 m
G= 6,67 x 10-11 N-m²-kg-2
Masse de l'objet A (en kg)
Masse de l'objet B (en kg)
Distance entre le centre de gravité
des deux objets A et B (en m)
5. Montre que la valeur des forces de
gravitation s'exerçant entre la trousse
et le stylo est 5,34 x 10-13 N.
6. Déduis-en pourquoi la trousse et le stylo
ne se déplacent pas l'un vers l'autre alors
qu'ils s'attirent.
Conclure
7. Quelles informations sont nécessaires
pour calculer la valeur des forces de
gravitation s'exerçant entre deux objets?