▷ Qu'est-ce que la gravité ? (formule et valeur)

Cet article explique en quoi consiste la gravité. Ainsi, vous trouverez la définition de la gravité, comment elle est calculée et l'histoire de ce phénomène important en physique.

Qu'est-ce que la gravité ?

La gravité , également appelée interaction gravitationnelle ou gravitation , est un phénomène naturel par lequel un corps est attiré vers un autre corps.

Plus précisément, la gravité est l’accélération avec laquelle un corps se trouvant dans le champ gravitationnel d’un autre corps est attiré.

La gravité n'est pas une force, mais plutôt une accélération. L'unité de gravité est donc m/s ² , bien qu'elle puisse également être exprimée en N/kg.

En physique, il est important de différencier les notions de gravité et de force de gravité. La gravité est l'accélération par laquelle un corps est attiré vers un autre corps, cependant, la force de gravité (ou force gravitationnelle) est la force qui agit sur un corps qui se trouve dans un champ gravitationnel.

formule de gravité

La gravité est égale à la constante de gravitation universelle multipliée par la masse du corps qui crée le champ gravitationnel divisée par le carré de la distance entre le point d'étude et le centre du corps.

La formule pour calculer la gravité est donc la suivante :

$g=\cfrac{G\cdot M}{r^2}$

Où:

$g$ est la gravité.
$G$ est la constante de gravitation universelle, dont la valeur est $6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2$ .
$M$ est la masse du corps qui crée le champ gravitationnel, exprimée en kilogrammes.
$r$ est la distance entre le corps qui crée le champ gravitationnel et le corps attiré par la gravité, exprimée en mètres.

A noter que la gravité ne dépend pas de la masse de l'objet attiré, mais de la masse qui crée le champ et de la distance entre les deux corps.
De plus, la direction de la gravité est la ligne imaginaire qui passe entre la masse qui crée le champ gravitationnel et la masse attirée par le champ.
Enfin, la direction du vecteur gravité est vers le centre de masse qui crée le champ.

Valeur de gravité

La valeur de la gravité sur Terre est de 9,80665 m/s ² . Ce qui signifie qu'un objet en chute libre sur la surface de la Terre accélérera de 9,8 m/s pour chaque seconde de chute.

Cependant, la valeur de la gravité varie légèrement en fonction de l'altitude et de la latitude, entre autres facteurs. C'est pourquoi la valeur de 9,80665 m/s ² est considérée comme la valeur standard de la gravité sur Terre.

De plus, la valeur de la gravité dans l’espace change selon les planètes, puisque chaque étoile a une masse et un rayon différents. Ainsi, les valeurs des gravités des différentes planètes du système solaire sont les suivantes :

Planète	Masse (kg)	Rayon (m)	Gravité (m/s ² )
Mercure	3.3 10 ²³	2,4 · 10 ⁶	3,70
Vénus	4,9 10 ²⁴	6.1 10 ⁶	8,85
Atterrir	6,0 10 ²⁴	6,4 10 ⁶	9.81
Mars	6,4 10 ²³	3,4 10 ⁶	3,72
Jupiter	1,9 10 ²⁷	7.1 10 ⁷	26h39
Saturne	5,7 10 ²⁶	6,0 10 ⁷	11h67
Uranus	8,7 10 ²⁵	2,6 10 ⁷	11h43
Neptune	1,0 10 ²⁶	1,2 10 ⁶	11.07

La loi de la gravité

La loi de la gravité (ou loi de la gravitation universelle ) est une loi physique qui permet de déterminer la force de gravité, c'est-à-dire que la loi de la gravité définit la force avec laquelle deux corps ayant une masse s'attirent.

Ainsi, la formule de la loi de la gravité est la suivante :

$F=G\cdot \cfrac{m_1\cdot m_2}{r^2}$

Où:

$F$ est la force de gravitation.
$G$ est la constante de gravitation universelle, dont la valeur est $6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2$ .
$m_1$ est la masse d'un corps, exprimée en kilogrammes.
$m_2$ est la masse de l'autre corps, exprimée en kilogrammes.
$r$ est la distance entre les deux corps, exprimée en mètres.

D’un autre côté, la loi de la gravité peut être simplifiée si l’on substitue la formule de la gravité dans l’expression précédente.

$\left.\begin{array}{l}F=G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r^2}\\[3ex]g=\cfrac{G\cdot M}{r^ 2}\end{array} \right\}\ \longrightarrow \ F=m\cdot g$

En fait, c’est la formule utilisée pour calculer le poids en physique .

histoire de la gravité

Déjà dans les civilisations anciennes, on commençait à étudier le phénomène de la gravité. Ainsi, à cette époque, se distinguaient le grec Archimède et le romain Vitruve, qui ont pu découvrir certains concepts liés à la gravité, mais pas son fonctionnement.

Plus tard, entre la fin du XVIe siècle et le début du XVIIe siècle, le scientifique Galileo Galilei démontra que l'accélération de la gravité est la même pour tous les corps. Autrement dit, la gravité ne dépend pas de la masse du corps soumis à l’effet d’un champ gravitationnel.

En 1687, le physicien anglais Isaac Newton profite des découvertes faites précédemment pour publier son ouvrage intitulé Principia dans lequel il explique la force de gravité. Plus précisément, Newton en a déduit que la force gravitationnelle entre deux planètes devait être inversement proportionnelle au carré de la distance entre ces deux planètes.

Bien que la théorie de Newton ait permis d'expliquer la plupart des orbites gravitationnelles, elle présentait encore quelques imperfections et n'était donc pas utile dans certains cas. Ainsi, en 1915, Albert Einstein publia la théorie de la relativité générale, qui complétait et affinait la loi de Newton.

Gravité zéro

L'état d' apesanteur , ou apesanteur , fait référence à la sensation d'apesanteur. Autrement dit, dans l’état d’apesanteur, la force de gravité est contrecarrée et, par conséquent, le corps reste au repos.

Par exemple, les astronautes dans l’espace vivent l’état d’apesanteur car ils peuvent se déplacer dans l’espace sans être tirés par la Terre.

Cependant, une personne est également en apesanteur lorsqu'elle est assise sur une chaise, car la chaise exerce une force pour contrecarrer la force du poids et maintient la personne en équilibre.