2nde
Thème : Univers
TP n°12
Physique
La gravitation universelle
Chap.7
Objectif du TP : Mise en évidence de la force de gravitation et étude du mouvement de la Lune autour de la Terre.
I. Ce qu’il faut savoir
1. Loi de l’interaction gravitationnelle
 Deux objets A et B, de masses respectives mA et mB, dont les centres sont séparés par une distance d, exercent l’un sur l’autre des actions mécaniques attractives modélisées par des forces, appelées forces d’attraction gravitationnelle ayant la même valeur F :
F = FA/B = FB/A = G  avec mA et mB en kg ; d en mètres (m) ; FA/B et FB/A en newtons (N) et G : constante de gravitation universelle ; G = 6,67  10-11 N.m².kg-²
2. Poids d’un corps
 A la surface de la Terre, un corps de masse m est soumis à la pesanteur. Le poids P est la modélisation de l’action mécanique qu’exerce la Terre sur lui.
 La valeur du poids P et la masse m d’un objet sont deux grandeurs proportionnelles :
P = m  g avec P en N ; m en kg et g intensité de la pesanteur en N/kg
 On considère que la valeur du poids d’un objet sur Terre est égale à la force d’attraction gravitationnelle
3. Intensité de la pesanteur
 En écrivant l’égalité entre F et P, on obtient après simplification gastre = G  avec G = 6,67  10-11 N.m².kg-² ; mastre en kg et d en mètres (m)
 Cette relation est valable aussi bien pour la Terre que pour d’autres planètes ou satellites.
II. La gravitation
 Hergé avait imaginé en 1954 les premiers pas de l’homme sur la Lune avec son album : « On a marché sur la Lune ». Dans cet ouvrage le capitaine Haddock en scaphandre arrive à faire des bonds sans efforts. Tintin affirme alors pour expliquer cela que la pesanteur sur la Lune est six fois plus faible que sur la Terre…
 Quinze ans plus tard, Neil Armstrong alunissait (voir doc.1).
Données :
 Constante de gravitation universelle : G = 6,67  10-11 N.m².kg-²
 Intensité de la pesanteur terrestre : gTerre = 9,80 N.kg-1
 Masse de Tintin en scaphandre : m = 80 kg

Rayon