Univers 7 : La gravitation
I) La relativité du mouvement
1) Notions de système et de référentiel
Le système est l'objet ou un point de l'objet dont on étudie le mouvement.
Le référentiel est l'objet par rapport auquel on étudie le mouvement.
a) Référentiel terrestre
Le référentiel terrestre est composé d'un objet fixe par rapport à la Terre, situé à la surface de la
Terre. Il est utilisé pour décrire des mouvements à la surface de la Terre ou peu élevé.
Exemple : Le mouvement d'un train, d'un avion...
b) Référentiel géocentrique
Le référentiel géocentrique est composé du centre de la Terre et de trois axes pointant vers trois
étoiles lointaines fixes. Il est utilisé pour décrire le mouvement des satellites de la Terre.
Exemple : Le mouvement de la Lune
c) Référentiel héliocentrique
Le référentiel héliocentrique est composé du centre du Soleil et de trois axes pointant vers trois
étoiles lointaines fixes. Il est utilisé pour décrire les mouvements des planètes et des corps célestes
du système solaire.
Exemple : Le mouvement de la Terre, des comètes...
2) Trajectoire et vitesse d'un point
a) La trajectoire
Dans un référentiel donné, la trajectoire d'un point est l'ensemble des positions successives
occupées par ce point au cours du temps.
Si cette trajectoire est une droite on dit qu'elle est rectiligne.
Si cette trajectoire est une courbe on dit qu'elle est curviligne.
b) La vitesse
Dans un référentiel donné, soit un point qui parcourt une distance d pendant un temps Δt, sa vitesse
est :
d est la distance en mètres (m)
Δt est le temps en secondes (s)
v est la vitesse en mètre/secondes (m.s-1)
Si la vitesse augmente, le mouvement est accéléré.
Si la vitesse diminue, le mouvement est ralenti.
Si la vitesse est constante, le mouvement est uniforme.
3) Le mouvement
Le mouvement d'un point du système étudié dépend du référentiel. On dit que le mouvement est relatif. (voir TP10)
II) La gravitation universelle
1) L'interaction gravitationnelle
La gravitation universelle est l'interaction qui maintient la cohésion entre les différents corps dans l'Univers. Elle est attractive et elle se fait à distance.
Deux corps A et B de masses mA et mB et
de centre de gravité CA et CB, séparés d'une distance d,
exercent des actions attractives l'un sur l'autre. Ces actions sont représentées par des forces.
La force d'attraction exercée par A sur B est notée 
et a pour caractéristiques :
- un point d'application : le centre de B ;
- une direction : la droite passant par CA et CB ;
- un sens : de B vers A ;
- une valeur : 
avec mA et mB en kg,
d en m, F en N ;
La constante G est appelée constante universelle de gravitation : G = 6,67.10-11 N.m2.kg-2
Les deux forces ont la même direction et la même valeur, mais des sens opposés.
2) La pesanteur
Tout corps situé au voisinage de la Terre (ou de tout autre corps céleste) en subit son attraction.
Cette attraction est appelée poids du corps et vaut :
avec m la masse du corps et g l'intensité de la pesanteur. L'intensité de la pesanteur varie d'un astre
à l'autre.
Application : rerouver g pour la Terre et la Lune.
III) Le principe d'inertie
Un corps est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme si et seulement si les forces qui
s'exercent sur lui se compensent ou s'il n'est soumis à aucune force.
Toute force appliquée à un corps modifie la trajectoire ou la valeur de la vitesse de ce corps.
Bilan du chapitre
- Je sais que la pesanteur terrestre résulte de l'attraction terrestre.
- Je sais qu'une force s'exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement.