3e · Chapitre 07
Pose le même objet sur la Terre, la Lune ou Jupiter et regarde l'aiguille du dynamomètre changer, éloigne deux astres pour voir la force de gravitation s'effondrer en 1/d², puis lâche un corps et suis sa vitesse qui grimpe.
La masse est la quantité de matière d’un objet : elle se mesure en kilogrammes avec une balance et ne dépend pas du lieu. Le poids est la force d’attraction exercée par un astre : il se mesure en newtons avec un dynamomètre et vaut P = m × g. L’intensité de pesanteur g vaut environ 9,8 N/kg sur Terre, 1,6 sur la Lune, 3,7 sur Mars et 24,8 sur Jupiter.
Ouvrir l’animationDeux corps s’attirent du fait de leur masse : c’est la gravitation. L’interaction est réciproque : la Lune tire la Terre aussi fort que la Terre tire la Lune, 2,0 × 10 20 N, en sens opposés. La force vaut F = G × m A × m B ÷ d², où d est la distance entre les centres : doubler la distance divise la force par quatre, la tripler la divise par neuf. À la surface de la Terre, cette attraction est le poids, dirigé vers le centre de la Terre : P = m × g.
Ouvrir l’animationUn corps lâché sans vitesse initiale et sans support tombe suivant la verticale, vers le centre de la Terre. Les positions successives s’espacent régulièrement : le mouvement est rectiligne accéléré. La vitesse gagne environ 10 m/s à chaque seconde — c’est l’intensité de pesanteur, la même pour tous les corps lorsqu’on néglige l’air.
Ouvrir l’animationLa chute des objets abandonnés sans support est le résultat de la force d'attraction que la Terre exerce sur eux, nommée le poids. Le poids est une force : son intensité est proportionnelle à la masse de l'objet. À l'inverse de sa masse, le poids d'un objet dépend de l'astre où il se trouve.
Un système abandonné sans vitesse initiale et sans support a un mouvement rectiligne vertical et dirigé vers le centre de la Terre. La valeur de sa vitesse augmente à chaque instant.
La force d'attraction que la Terre exerce sur les objets à sa surface est appelée le poids.
Le poids s'exerce verticalement vers le bas et son point d'application est fictif, car c'est une force répartie sur tout l'objet.
Le poids est une force. Son intensité P se mesure avec un dynamomètre, comme toute force.
Le poids et la masse d'un objet sont deux grandeurs proportionnelles : P = m × g, avec P en newtons (N), m en kilogrammes (kg) et g en N/kg.
Isaac Newton a compris au XVII e siècle qu'il existait toujours une interaction attractive entre deux objets, du fait de leur masse.
La force de gravitation est universelle : on la retrouve en tout lieu et à toute époque de l'Univers.
À la surface d'un astre, le poids d'un système est proportionnel à sa masse. Le coefficient de proportionnalité dépend de l'astre : c'est l'intensité de pesanteur g.
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