L'interaction gravitationnelle

 
 
Généralités
L'interaction gravitationnelle correspond à l'attraction qui existe entre deux corps qui ont une masse.
Elle intervient, entre autre :
- entre les corps celestes, et permet d'expliquer le mouvement elliptique des astres.
- dans la pesanteur terrestre, dont elle est la cause.


 
 
La loi d'attraction universelle
La loi d'attraction universelle a été formulée par Isaac Newton (physicien, mathématicien et astronome britannique, 1642 - 1727). Cette loi traduit, par une formule mathématique, la notion d'interaction gravitationnelle.

Soient deux corps A et B de masses respectives mA et mB, distants de AB.
Alors, le vecteur force gravitationnelle exercée par A sur B est opposé au vecteur force gravitationnelle exercée par B sur A, et a pour expression :
G = 6,67×10-11 N·kg-2·m2 ; mA et mB s'expriment en kg et AB en m. La force est en N.
Cette force est une force attractive.


 
 
Domaine de prédominance de l'interaction gravitationnelle
 
Intensité de la force gravitationnelle
Intensite de la force électrique
Entre la Terre et la Lune
F = 1,98×1015 N
(attractive)
F = 0 N
Entre le noyau et l'électron de l'atome d'hydrogène
F = 3,6×10-47 N
(attractive)
F = 8,2×10-8 N
(attractive)
Entre deux proton d'un noyau
F = 10-34 N
(attractive)
F = 102 N
(répulsive)

L'étude de ces quelques valeurs montre que l'interaction gravitationnelle est prédominante à l'échelle de l'Univers, mais qu'elle est largement dépassée par l'interaction électromagnétique et l'interaction forte à l'échelle de l'atome et du noyau.


 
   

Interaction gravitationnelle L'Univers La notion
d'élément chimique
Interaction
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Noyaux électrons
Interaction forte Quarks Les particules élémentaires
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Exercez-vous…
Exercice 1 :
1/ Calculer l'intensité de l'interaction gravitationnelle entre deux hommes de masse respective 80 kg, distant de 2 m.
2/ Faire un schéma des forces qui interviennent dans cette interaction.

Exercice 2 :
1/ Calculer l'intensité de l'interaction gravitationnelle entre la Terre et un homme de masse 80 kg situé à la surface de la Terre.
2/ Faire un schéma des forces qui interviennent dans cette interaction.
Données : Masse de la Terre MT = 5,98×1024 kg ; Rayon de la Terre RT = 6,4×102 km.

Exercice 3 :
Calculer l'intensité de l'interaction gravitationnelle entre le noyau et l'électron dans l'atome d'hydrogène.
Données : Distance moyenne entre le noyau et l'électron dans l'atome d'hydrogène r = 0,53×10-10 m