Cavendish
Georges Paturel, Observatoire de Lyon
Comité de Liaison Enseignants et Astronomes
Formaterre: 23-24 octobre 2006
Expérience quotidienne de la gravitation
La gravitation universelle
Newton (1642-1727) comprend que tous les corps s’attirent deux à deux. C’est l’histoire de la pomme qui attire la Terre (idée développée en 1665-1667 pendant la terrible épidémie de peste à Londres).
La force de gravitation
La force d’attraction dépend de la masse des corps, et du carré de la distance qui les sépare.
Mm F= G 2 d
Grâce à cette expression de la force, Newton retrouve les lois de Kepler pour expliquer le mouvement des planètes et de la Lune. Newton pense qu'on n'arrivera jamais à mesurer cette force pour des objets ordinaires !
La Lune « tombe »
En 1 seconde la Lune tombe sur la Terre de 1,35 mm. Dans le même temps, sur Terre, un corps tombe de 4905 mm, soit un rapport de 60 x 60, exactement comme le rapport du carré des distances (400000/6500) Lune (voir calcul)
Terre
Pesons la Terre
La constante G est inconnue de Newton Cavendish réalise une expérience pour «peser » la Terre. Cette mesure va en fait conduire à la détermination de G
GM Tm Poids = 2 RT GMm Force = d2 MT Rapport ( P / F ) = M d R T
2
Le principe de la balance
L’expérience de Cavendish 1798
L’expérience de Cavendish 1798
Le fil de suspension a un diamètre de 50 microns Les grosses sphères pèsent 160 kg
L’expérience de Boys 1895
L’expérience de Boys 1895
Le fil de suspension a un diamètre de 2 microns Les sphères pèsent 7,5 kg
Les difficultés de l’expérience
Grande sensibilité aux vibrations
expérience en cours
Balance du BIPM
BIPM : La nouvelle balance qui reprend les grandes lignes de la balance de Cavendish... en bien plus précis
BIPM : D'infinies précautions pour faire les mesures
Expérience du CLEA
la fabrication
la fabrication (suite)
vue