Interactions fondamentales/Interactions fondamentales

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[modifier] Interaction gravitationnelle

L'interaction gravitationnelle est une force s'exercant entre des masses. Par exemple le mouvement de la Lune autour de la Terre, de la Terre autour du Soleil, d'un objet qui tombe sont des manifestations de l'intéraction gravitationnelle. C'est donc l'interaction gravitationnelle qui assure la cohésion de l'Univers.

[modifier] Loi de l'attraction gravitationnelle

Deux corps ponctuels A et B de masses respectives m et m' séparés d'une distance r exercent l'un sur l'autre les forces attractives et ayant pour direction commune la droite joignant les deux points, de sens opposé et de même valeur F_A = F_B. Cette force varie de façon proportionnelle au produit de leurs masses et à l'inverse du carré de la distance qui les sépare.

avec :

• G = 6,67.10⁻¹¹ N.m².kg⁻² (constante gravitationnelle) ;
• m et m' en kg (kilogramme) ;
• r distance entre A et B en m (mètre) ;
• F_A et F_B en N (Newton) .

[modifier] Cas particulier : Attraction gravitationnelle entre une planète et un corps

Soit un objet de masse m, considéré comme ponctuel et situé à une altitude h par rapport à la surface de la planète de masse M. Soit R le rayon de la planète.

Soit la force de gravitation exercée par la planète sur l'objet.

La formule devient alors :

Exemple

Soit un objet de masse m à la surface de la Terre. La force de gravitation exercé sur cet objet est de 25 N. Que devient la force si l'objet passe à une altitude h = 500 km ? On prendra le rayon de la Terre : R = 6 400 km. On sait que lorsque : h = 0 , alors F0 = 25 N ; h = 500, alors F500 = ? N . On applique la formule : et . , soit Application numérique : = 21.5 N. Conclusion : À une altitude de 500 km, la force de gravitation de l'objet est donc de 21,5 N.