Chap 12: Le système solaire et la gravitation Objectifs p 317 I

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.