Tronc commun : La gravitation universelle_ partie 1 + Exercice avec corrigé

Tronc commun : La gravitation universelle_ partie 1 + Exercice avec corrigé:

Le tronc commun est une matière incontournable dans le cursus scolaire, et la gravitation universelle en fait partie intégrante. Ce concept, introduit par Sir Isaac Newton au XVIIe siècle, est une force fondamentale de l’univers qui régit les mouvements des planètes, des étoiles et des objets célestes. Comprendre la gravitation universelle est crucial pour saisir les phénomènes astronomiques et la mécanique céleste.

La gravitation universelle est régie par une loi mathématique simple mais puissante, formulée par Newton. Selon cette loi, deux corps s’attirent mutuellement avec une force qui est directement proportionnelle au produit de leur masse, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Cette formule mathématique permet de calculer la force d’attraction entre deux objets dans l’espace, et de prédire leur mouvement avec une grande précision.

Pour mieux comprendre la gravitation universelle, il est essentiel de s’exercer à résoudre des problèmes concrets. Voici un exercice simple pour s’entraîner à appliquer la loi de gravitation universelle :

Exercice : Calcul de la force gravitationnelle

Deux objets de masse m1 = 10 kg et m2 = 15 kg sont placés à une distance de 5 m l’un de l’autre. Calculez la force gravitationnelle d’attraction entre ces deux objets.

Solution :

La formule de la force gravitationnelle est la suivante :

F = G * (m1 * m2) / r^2

Où G est la constante gravitationnelle (6.67 x 10^-11 N.m²/kg²), m1 et m2 sont les masses des deux objets, et r est la distance qui les sépare.

En utilisant ces valeurs, on obtient :

F = (6.67 x 10^-11) * (10 * 15) / (5^2)
= (6.67 x 10^-11) * (150) / 25
≈ 4 x 10^-10 N

La force gravitationnelle d’attraction entre les deux objets est d’environ 4 x 10^-10 N.

Cet exercice illustre comment utiliser la loi de gravitation universelle pour calculer la force d’attraction entre deux objets. En pratique, cette force est responsable de nombreux phénomènes astronomiques, tels que les mouvements des planètes autour du Soleil, la formation des étoiles et des galaxies, et les interactions entre les corps célestes.

En conclusion, la gravitation universelle est un concept fondamental en physique et en astronomie, et sa compréhension est essentielle pour appréhender les mystères de l’univers. En s’exerçant à résoudre des problèmes concrets, les élèves acquièrent une solide maîtrise de cette théorie et développent leur capacité à analyser et prédire les phénomènes célestes.