Notion de référentiel

La nature d'un mouvement d'un objet dépend de la position de l'observateur.

La position et la direction d'observation définissent un référentiel. Suivant la nature du mouvement observé, on utilise trois référentiels.

  • le référentiel terrestre lié à la surface de la Terre,
  • le référentiel géocentrique lié au centre de la Terre mais dont les axes ne tournent pas avec la surface terrestre,
  • le référentiel héliocentrique lié au centre du Soleil dont les axes pointent vers des étoiles fixes.

Mouvement de Mars dans différents référentiels Tableau à compléter avec les trois référentiels

La gravitation

Lien entre poids et masse

À la surface d'un astre, le poids d'un objet est proportionnel à sa masse :

P=mgP=mg

Notations

  • PP: poids de l'objet en Newton(NN)
  • mm: masse de l'objet en kilogramme(kgkg)
  • gg: intensité de la pesanteur en Newton par kilogramme(N/kgN/kg)
  • Sur la Terre : gTerreg_{Terre}
  • Sur la Lune : gLuneg_{Lune}
Différence entre masse et poids
  • le poids est une force qui dépend du l'endroit ou l'on se trouve, il se mesure en Newton avec un dynamomètre.
  • la masse est liée à la quantité de matière contenue dans un objet, elle ne dépend pas du lieu ou l'on se trouve. Elle se mesure en kilogramme avec un balance.

L'interaction gravitationnelle

Après la découverte par Copernic que les planètes tournent autour du Soleil au début du XVIe siècle.

CopernicSystem.png
Domaine public, Lien

https://phet.colorado.edu/sims/html/gravity-and-orbits/latest/gravity-and-orbits_fr.html

Newton propose en 1687, une explication de ce phénomène connu aujourd'hui sous le nom de la théorie de la gravitation universelle.

Les corps s'attirent mutuellement. La gravitation augmente avec la masse des corps et diminue rapidement avec la distance.

Fg=GmAmBd2Fg=\mathscr{G}\frac{m_A m_B}{d^2}
Calculer des forces gravitationnelles
  • calculer la force d'attraction entre vous et votre voisin situé à 1 m.
  • calculer la force d'attraction entre vous et la Terre dont la masse est mT =5,97×1024 kg et le rayon est 6380 km.