(ou interaction) Quand deux corps massifs (ayant une ma

Gravitation, poids et masse
I La masse ? C'est quoi ?
Observer : Film sur la masse
Conclusion
La chute d'un corps ne dépend pas de …..................... (la quantité de matière contenue). Cependant
il faut le faire dans le vide pour que l'expérience ne soit pas faussée par la présence de l'air. La
force qui attire un objet massif par la Terre est son ….................... .
Observer : Film sur la masse et le poids et l'expérience en pensée de Newton sur la gravitation
Question : Newton énonce la notion de masse, avec la théorie de la gravitation universelle, mais
il suppose l'existence en fait de deux masses lesquelles ?
….........................................................................................................................................................
Question : Quand j'ai du mal à pousser une voiture en panne pour la mettre en mouvement, elle est
plus massive.
De quelle masse parle-t-on ?
…............................................................................................................................................................
Question : Une voiture est attirée plus fortement par la Terre que nous parce que la masse de la
voiture est plus importante.
De quelle masse parle-t-on ?
…............................................................................................................................................................
Dans la suite du cours nous ne ferons plus la différence entre ces deux masses mais les
concepts amenant l’existence de ces deux masses sont différents.
II Gravitation et masse
Quelle relation existe-t-il entre la masse et le poids d'un objet ?
Isaac Newton (1642 - 1727) a le premier émis et décrit le phénomène de la gravitation universelle
(elle régit l'univers entier). Cette gravitation universelle se traduit par une force décrivant le
mouvement des corps célestes et la chute des objets en général.
Les effets de la gravitation entre deux corps est une action réciproque (ou interaction)
Quand deux corps massifs (ayant une masse) sont en présence, ils s'attirent (autant)
●Cette force est attractive.
●Cette attraction dépend de la masse des corps en présence.
=> Plus les corps sont massifs et plus cette attraction est importante. Mais les corps tombent à
la même vitesse....
●Cette force dépend de la distance entre les corps
=> Elle diminue avec la distance
●Cette force exerce ses effets à distance, aucun contact physique n'est nécessaire.
=> Voir feuille complémentaire.

II Le système solaire est un exemple visible de la gravitation universelle.
Le système solaire est un système cohérent basé sur la gravitation. L'objet le plus massif est
le Soleil, c'est une étoile moyenne. Malgré tout, il contient 99% de la masse du système
solaire. Et il est beaucoup plus gros qu'une planète.
On peut donc dire que le Soleil est le centre du système solaire du fait de la prépondérance
de sa masse.
La Lune est attirée également par la Terre (mais elle aussi attire la Terre, d'où l'existence des
marées).
Observer : Le système solaire
III Relation entre la masse et le poids
●Le poids est une force verticale exercée sur un objet massique (qui a une masse) par un
objet céleste important (comme la Terre). Cette force dépend du lieu où on se situe (la
distance variant).
=> Travaux pratiques

II La gravitation (partie complétant le cours)
Les corps possédant une masse s'attirent. Cette interaction n'est perceptible dans la vie courante que
pour les corps très massifs. Ces corps constituent le système solaire (Soleil, Terre, Lune et les autres
planètes...)
Exemple : Attraction exercée par une planète sur une fronde ou sur un satellite artificiel
–Une fronde retombe sur Terre du fait de sa vitesse insuffisante.
–Lorsque la vitesse est suffisante, un objet peut «tomber» autour de la Terre sans jamais toucher
le sol de celle-ci. Il est satellisé.
–Si la vitesse de l'objet était encore plus importante, l'objet pourrait échapper à l'attraction
terrestre.
Sans gravitation
Avec gravitation
Satellite artificiel
Effet de la gravitation
Fronde
Interaction
gravitationnelle
Interaction plus forte
Interaction plus
faible

Le système solaire
(Étude de document)
Le système solaire est constitué de 8 planètes se déplaçant autour du Soleil. Du fait que le Soleil contient
plus de 99% de la masse du système solaire, on peut considérer que les planètes n'agissent que très
faiblement (par interaction gravitationnelle) sur celui-ci. De fait, le Soleil est le centre de notre système
solaire (un système héliocentrique).
–Les planètes telluriques (rocheuses) sont les plus proches du Soleil (Mercure, Vénus, la Terre et Mars).
–Les planètes géantes (gazeuses) sont les plus éloignées du Soleil (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune).
Les planètes géantes sont gazeuses, elles contiennent beaucoup d'éléments légers (hydrogène et hélium
comme le Soleil). Les températures froides dues à l'éloignement de ces planètes ayant empêchées la fuite de
ces éléments (de faible masse) dans l'espace par agitation thermique.
Certaines planètes ont des astres plus petits en rotation autour d'eux, ce sont des satellites naturels (comme
la Lune pour notre planète).
Une planète décrit un ensemble de positions lors de son déplacement autour du Soleil. On nomme cet
ensemble une trajectoire. Les trajectoires des planètes du système solaire sont pratiquement circulaires mais
ce sont en fait des ellipses. Elles sont contenues dans un même plan : le plan de l'écliptique.
Les planètes ou les étoiles se sont formées par un phénomène d'accrétion. De fines poussières se sont
agglomérées du fait de l'attraction gravitationnelle. L'énergie gravitationnelle de cette accrétion (comme
la chute d'eau d'un barrage) a permis un échauffement suffisant à notre étoile pour amorcer des réactions
nucléaires. Elle peut ainsi continuer à produire une grande quantité d'énergie. Les planètes gazeuses, trop
petites, n'ont pas pu effectuer ce démarrage.
Questions
–Comment s'appelle l'étoile située au centre de notre système solaire ?
…............................................................................................................................................................
–Combien de planètes tournent autour de notre étoile ?
…............................................................................................................................................................
–Quelle est la forme de la trajectoire des planètes autour de cette étoile ?
…............................................................................................................................................................
–Comment s'appellent les astres, plus petits, tournant autour de certaines planètes ?
…............................................................................................................................................................
–Par quel phénomène s'est formé notre système solaire ?
…............................................................................................................................................................
–Quelle forme d'énergie a permis à notre Soleil de démarrer ses réactions nucléaires ?
…............................................................................................................................................................

IV Énergie mécanique
Un barrage transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique (voir leçon n°1). L'eau en haut
du barrage sous l'action de la gravité acquiert de la vitesse pour faire tourner la turbine.
●L'eau en haut du barrage possède une énergie de position (ou énergie potentielle).
●Cette énergie de position est transformée en énergie cinétique lorsque l'eau atteint le bas du
barrage (en se rapprochant de la Terre).
●L'énergie cinétique est alors convertie en énergie électrique par l'alternateur.
Énergie
Énergie de position (potentielle) Énergie cinétique Énergie électrique
On constate que l'énergie mécanique dont les deux composantes sont l'énergie de position et
l'énergie cinétique reste constante lors du parcours dans le barrage. L'énergie de position se
transforme lors du parcours en énergie cinétique mais l'énergie mécanique ne se modifie pas.
Énergie mécanique = Énergie de position + Énergie cinétique
Annexe à l'énergie mécanique
Parcours