Chap 12: Le système solaire et la gravitation Objectifs p 317 I- Observation de la Terre et de l'Univers Depuis le 1er satellite artificiel Spoutnik1, plusieurs milliers de satellites et de sondes spatiales ont été lancés pour des missions diverses. 1- Observer la Terre pour la météo, GPS (dérive des continents, prévisions séismes, tsunamis...) 2- Observer le système solaire et l'Univers Le Soleil et toutes les planètes du système solaire ont été étudiés grâce aux données fournies par des sondes ou des robots. Le télescope spatial Hubble en orbite à 600km de la Terre permet de découvrir de nouvelles planètes naines, étoiles ou galaxies et de fournir des images et des données pour la modélisation de l'Univers. II- Gravitation universelle 1- Interaction gravitationnelle En 1687, Newton décrit les mouvements des planètes et des satellites : il affirme que tous les corps s'attirent mutuellement et parle d'interaction gravitationnelle. 2- Loi d'attraction gravitationnelle L'interaction gravitationnelle entre 2 corps ponctuels A et B (les dimensions sont petites par rapport à la distance qui les sépare), des masses mA et mB, séparés d'une distance d, est modélisée par des forces d'attraction gravitationnelle ⃗ F A/B et ⃗ F B/A dont les caractéristiques sont : – direction : le sens de la droite (AB) ; – sens : vers le centre attracteur A pour FA → B et B pour FB → A ; – valeur : FA/B(N) = FB/A(N) = G x mA(kg) x mB(kg)/ d2(m) avec G : la constante de gravitation G= 6,67x10-11 N.m2.kg-2 La loi de l'attraction gravitationnelle a un caractère universel car elle modélise les interactions gravitationnelle : – entre les astres ; – entre la Terre et les objets à son voisinage ; – entre les atomes etc. 3- Généralisation : application aux astres Un corps à répartition sphérique de masse est une boule homogène, dont la matière est uniformément répartie ou une boule formée de couches concentriques homogènes de matière. On considère que la plupart des astres peuvent être assimilés à des corps à répartition sphériques de masse. La loi de l'attraction gravitationnelle se généralise donc aux corps à répartition de masse sphérique. III- Poids et force d'attraction gravitationnelle 1- Caractéristiques du poids A la surface de la Terre, un corps de masse m est soumis à la pesanteur. Son poids P est représenté par un vecteur ayant pour caractéristiques : – direction : celle de la verticale du lieu – sens : orienté de haut en bas ; – valeur : P(N) = m(kg) x g(N.kg-1) 2- Poids d'un corps et force d'attraction gravitationnelle On peut identifier le poids d'un corps A à la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur ce corps : ⃗P = ⃗ F terre/A 3- Poids terrestre et poids lunaire Le poids lunaire d'un corps peut être assimilé à la force d'attraction gravitationnelle exercée par la Lune sur ce corps. La valeur du poids d'un objet sur la Lune est environ 6 fois plus faible que sur la Terre alors que sa masse reste la même.