Calculateur de force gravitationnelle
Sommaire
La définition de la force gravitationnelleQuelle est l'équation de gravitation ?Comment utiliser le calculateur de force gravitationnelle ?FAQCe calculateur de force gravitationnelle vous permet de déterminer la force entre deux objets quelconques. Poursuivez votre lecture pour mieux comprendre la définition de la force gravitationnelle et pour apprendre à appliquer la loi universelle de la gravitation.
La définition de la force gravitationnelle
La loi universelle de la gravitation (ou loi de l'attraction universelle) de Newton stipule que tous les objets ayant une masse attirent tous les autres objets de l'univers. Cette force d'attraction s'appelle « gravitation ». Même s'il est difficile de l'imaginer, la force de gravitation s'applique à tout objet.
Par exemple, lorsque vous lisez cet article, une force minuscule s'exerce entre vous et l'écran de l'ordinateur. Cette force est trop faible pour avoir un effet visible, mais si vous appliquez le principe de la force gravitationnelle aux planètes ou aux étoiles, ses effets deviendront assez importants pour que l'on puisse les voir.
Notre calculateur de chute libre est l'un des exemples les plus courants illustrant le principe de la force gravitationnelle.
Quelle est l'équation de gravitation ?
Utilisez la formule suivante pour calculer la force gravitationnelle entre deux objets quelconques :
F = GMm/R²
où :
- F – la force gravitationnelle, mesurée en newtons (N), qui est toujours positive, donc deux objets ayant une masse s'attirent toujours et ils ne se repoussent jamais (utilisez notre convertisseur de force 🇺🇸 pour convertir les newtons en d'autres unités)
- M et m – les masses des deux objets en question, exprimées en kilogrammes (kg)
- R – la distance entre les centres de ces deux objets, exprimée en mètres (m)
- G – la constante gravitationnelle, qui est égale à 6,674×10⁻¹¹ N·m²⋅kg⁻²
Avez-vous remarqué que cette équation ressemble à la formule de notre calculateur de loi de Coulomb ? Alors que la loi universelle de la gravitation de Newton décrit l'attraction entre deux masses, la loi de Coulomb décrit la force d'attraction ou de répulsion entre les charges électriques.
Ce concept de force d'attraction est également soutenu par la nouvelle définition de la masse d'Albert Einstein, introduite en 1915. La théorie de relativité générale d'Einstein établit que courbure = masse, ce qui signifie que tout objet, y compris le Soleil, la Terre et vous-même, déforme ou courbe l'espace-temps, créant un puits gravitationnel. Vous pouvez voir un exemple de puits gravitationnel dans l'image ci-dessous.
Qu'est-ce la force gravitationnelle ?
La force gravitationnelle est une force d'attraction, l'une des quatre forces fondamentales de la nature. Elle agit entre tous les objets ayant une masse, qui attirent d'autres objets avec une intensité inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. La force gravitationnelle est une manifestation de la déformation de l'espace-temps due à la masse de l'objet, qui crée un puits gravitationnel : imaginez une boule de bowling sur un trampoline.
Comment calculer la force gravitationnelle ?
Pour calculer la force gravitationnelle entre deux objets, vous pouvez utiliser la formule de Newton, dont la découverte est sans doute l'un des moments les plus importants de la science. Suivez ces étapes :
- Trouvez la masse des deux objets. Par souci de conformité, utilisez les kilogrammes.
- Multipliez les masses et, ensuite, multipliez le résultat par la constante de gravitation :
G = 6,674 3×10-11 m3⋅kg-1·s-2. - Divisez le résultat par le carré de la distance entre les masses, exprimée en mètres.
Le résultat est la force gravitationnelle en newtons.
Quelle est la force gravitationnelle entre la Terre et la Lune ?
La force gravitationnelle entre la Terre et la Lune est 1,982×1020 N. Pour trouver ce résultat :
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Trouvez la masse de la Terre : MT = 5,972×1024 kg.
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Trouvez la masse de la Lune : ML = 7,348×1022 kg.
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Calculez MT - ML - G = 5,972×1024 kg - 7,348 ×1022 kg - 6,674 3×10-11 m3⋅kg-1·s-2 = 2,928 83×1037 m3·kg⋅s-2.
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Divisez par le carré de la distance entre la Terre et la Lune :
R = 3,844×108 m
F = 2,928 83×1037 m3·kg⋅s-2 / (3,844×108 m)2 = 1,982×1020 N
La force gravitationnelle des planètes, agit-elle sur les personnes ?
Non ! Les planètes lointaines n'affectent pas les humains ; les seuls corps célestes qui peuvent agir sur nous sont le Soleil et la Lune, mais pas directement. Seules les marées nous rappellent quotidiennement la présence de la force gravitationnelle.
Méfiez-vous des horoscopes qui vous disent que Saturne a un effet sur votre vie amoureuse : les autres planètes ne font que maintenir la Terre sur son orbite. La force gravitationnelle entre vous et Saturne est d'environ 0,000 001 97 N. Elle est donc comparable à la force entre vous et une pomme située à quelques centimètres, et nous sommes sûrs que ce fruit n'a pas d'effet sur votre vie amoureuse.
Comment utiliser le calculateur de force gravitationnelle ?
Trouvez la masse du premier objet. Choisissons la Terre : sa masse est égale à 5,972×10²⁴ kg. Pour insérer ce long nombre dans le calculateur, saisissez 5.972e24 ou 5.972*10^24.
Trouvez la masse du second objet. Choisissons le Soleil : il pèse 1,989×10³⁰ kg, soit environ 330 000 Terres.
Déterminez la distance entre les deux objets. La distance entre la Terre et le Soleil mesure approximativement 149 600 000 km.
Saisissez toutes ces valeurs dans le calculateur de force gravitationnelle. Il utilisera l'équation de Newton pour trouver la force.
Vous pouvez maintenant lire le résultat. La force entre la Terre et le Soleil s'élève à 3,54×10²² N.