Les forces de gravitation Deux corps exercent l'un sur l'autre une attraction gravitationnelle de même intensité. Ainsi, la gravitation qui s'exerce entre deux objets, par exemple une trousse et un stylo, peut être modélisée par deux forces Frrousse/stylo et Fstylo/trousse de même direction et de même valeur mais de Ces forces opposée. s'appliquent en un point appelé « centre de gravité », qui correspond le plus sens souvent au centre de l'objet. trousse/stylo ✓ F stylo/trousse m murousse = 0,2 kg stylo = 0,01 kg merre = 5,97 x 10²4 kg d stylo trousse = 0,5 m dTerre trousse = 6,4 x 10 m G = 6,67 x 10-11 N-m²-kg2 La valeur des forces de gravitation s'exerçant entre deux objets A et B dépend à la fois de la masse de ces objets et de la distance qui les sépare. 1) 2) Indique comment évolue la valeur des forces de gravitation : lorsque la masse des objets augmente et lorsque la distance entre les objets augmente. Pourquoi la force de gravitation exercée par la Terre sur la trousse a la même valeur que celle exercé par la trousse sur la Terre? En utilisant les données, montre que la valeur de ces forces est environ 2N. 3) Montre que la valeur des forces de gravitation s'exerçant entre la trousse et le stylo est de 5,34 x 10-1³N et déduis-en pourquoi la trousse et le stylo ne se déplacent pas l'un vers l'autre alors qu'ils s'attirent.
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Réponse :
1) La valeur des forces de gravitation augmente lorsque la masse des objets augmente et diminue lorsque la distance entre les objets augmente.
2) La force de gravitation exercée par la Terre sur la trousse et celle exercée par la trousse sur la Terre ont la même valeur car elles sont en réalité deux expressions d'une même force, la force de gravitation qui s'exerce entre la Terre et la trousse. Cette force est régie par la loi de gravitation universelle de Newton qui stipule que la force de gravitation entre deux objets est directement proportionnelle à la masse de ces objets et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Ainsi, la force exercée par la Terre sur la trousse est égale à la force exercée par la trousse sur la Terre, et elles ont une valeur d'environ 2N, ce qui peut être calculé à partir des données fournies :
F = G x (m1 x m2)/d^2
F = 6,67 x 10^-11 N-m²/kg² x (0,2 kg x 0,01 kg)/(6,4 x 10^6 m + 0,5 m)^2
F = 2,005 x 10^−9 N
3) La valeur des forces de gravitation s'exerçant entre la trousse et le stylo est de 5,34 x 10^-13 N, ce qui peut être calculé à partir des données fournies :
F = G x (m1 x m2)/d^2
F = 6,67 x 10^-11 N-m²/kg² x (0,2 kg x 0,01 kg)/(0,5 m)^2
F = 5,34 x 10^-13 N
Malgré cette attraction, la trousse et le stylo ne se déplacent pas l'un vers l'autre car la force gravitationnelle est très faible par rapport aux autres forces qui s'exercent sur ces objets, telles que la force exercée par la table sur la trousse et le stylo, qui les maintient en place. De plus, la trousse et le stylo ont une masse suffisamment faible pour que la force de gravitation entre eux soit négligeable.