Cours et activité (2 h) : La gravitation universelle

Contenu du programme : 1-3 La gravitation universelle : a) L’interaction gravitationnelle entre deux corps ; b) La pesanteur résulte de l’attraction terrestre. Comparaison du poids d’un même corps sur la Terre et sur la Lune.

1- L’interaction gravitationnelle entre deux corps (activité) :

Objectif : utiliser le principe d’inertie pour interpréter, en terme de force, le mouvement de la sonde (document , Trajectoire de la sonde Voyager I au voisinage de Jupiter).

Question ouverte : Analyser le mouvement de la sonde Voyager I au voisinage de Jupiter. Quelle conséquence, en terme de force, peut-on en déduire ?
Travail individuel ( de groupe ( synthèse - critiques - questionnement.

Points de repère :
Préciser le référentiel.
Quel est l’instant choisi comme origine des dates ?
Entre quelles dates le mouvement de la sonde est-il rectiligne uniforme ?
Entre quelles dates le mouvement de la sonde n’est-il pas rectiligne uniforme ? Pourquoi ? * modification de la trajectoire * modification de la valeur de la vitesse
Quelle est la cause de ces modifications ?
Entre quelles dates cette force s’exerce-t-elle ?
Est ce une force d’attraction ou de répulsion ?
La valeur de la force varie-t-elle en fonction de la distance Sonde - Jupiter ?
A quelle date cette valeur est-elle la plus grande ?

Citer d’autres exemples de façon à généraliser et montrer l’aspect universel de cette interaction de gravitation.
Limite de l’étude : cas de deux corps à répartition sphérique de masse.

2- La force de gravitation universelle :

2-1 Enoncé :

L’intensité de la force de gravitation entre deux corps de masse m et m’, séparés par une distance d, est proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle au carré de la distance.

2-2 Expression littérale de l’intensité de la force :

F(N) = G . mm’(kg) / d2(m)

d, distance entre les centres des deux corps
G, contante de