Classe de 2nd
Physique

Chapitre 9

Chapitre 9 : La gravitation universelle :
Introduction :

Activité documentaire : act n°1
I Loi de la gravitation :

1) Définition :
Deux corps A et B, assimilables à des points, s’attirent mutuellement. L’attraction qu’ils exercent l’un sur l’autre est :
Proportionnelle à leur masse mA et mB.
Inversement proportionnelle au carré de la distance d entre les deux points.
Les forces qui modélisent cette interaction mutuelle a les caractéristiques suivantes :
• Leur point d’application est tel que la force exercée par A sur B s’applique en B et la force exercée par B sur A s’applique en A.
• Leur direction est celle de la droite AB.
• Leur sens est tel que la force exercée par A sur B est dirigée vers A et celle exercée par B sur A est dirigée vers B.
G × m A × mB
B
• Leur valeur est commune et est donnée par :
F=
2 d FA/B
G est la constante universelle de la gravitation : G = 6.67*10-11m3.kg-1.s-2
D’après un théorème de la physique, une force exprimée en N s’exprime
F
A B/A aussi en kg.m.s-2 d Rq : nous rencontrerons souvent G = 6.67*10-11 SI. Ceci veut dire que l’on utilise le système international d’unité.
2) Astronomie : corps à répartition sphérique de masse
Un corps à répartition sphérique de masse est un corps dont la matière est répartie uniformément autour de lui ou en couches sphériques homogènes autour de son centre :
Rq : Cela revient à dire que la masse volumique est égale dans une même couche.
Nous considèrerons que tous les astres étudiés (Lune, terre, soleil, planètes) ont cette propriété.
3) Application :
On considère le système terre-lune.
a. Calculer la force d’attraction qui s’exerce entre la terre et la lune.
b. Dessinez le système terre lune et représentez les forces à l’échelle 1 cm
Données : mT = 5,97. 1024 kg
FT/L = FL/T =

mL = 7,35. 1022 kg

d = 3,80. 105 km

G × mT × m L
5.98 * 10 24 × 7.35 * 10 22
-11
=
6,67.
10
×
= 2,03 1020 N
2
8 2 d (3.80 * 10 )

1

1*1020 N

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