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• Partie 1 sur 2: Calcul de l'attraction gravitationnelle entre deux objets
• Partie 2 sur 2: Calcul de l'attraction gravitationnelle de la Terre
• Conseils

La force de gravité est considérée comme l'une des interactions fondamentales de la physique. La propriété la plus importante de la force de gravité est qu'elle est universelle - tous les objets sont attirés les uns par les autres. La force de gravité agissant entre deux objets dépend de la grandeur de leurs masses et de la distance qui les sépare.

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Partie 1 sur 2: Calcul de l'attraction gravitationnelle entre deux objets

1. 1 Écrivez les équations de la force de gravité avec laquelle les objets sont attirés les uns vers les autres :F_grave = (Gm₁m₂) / ré... Pour calculer la force gravitationnelle, il est nécessaire de connaître les masses des objets en interaction et la distance qui les sépare. Les quantités incluses dans la formule sont indiquées ci-dessous.
   • F_grave - la force de gravité ;
   • g - constante gravitationnelle égale à 6,673 x 10 Nm/kg ;
   • m₁ - la masse du premier objet ;
   • m₂ - la masse du deuxième objet ;
   • ré - la distance entre les centres de masse de deux objets.
   • Parfois au lieu de ré utiliser la notation r... Les deux symboles représentent la distance entre deux objets.
2. 2 Utilisez les unités métriques appropriées. Les valeurs exprimées en unités métriques doivent être substituées dans cette équation. La masse des objets doit être exprimée en kilogrammes (kg) et la distance en mètres (m). Avant de procéder aux calculs, il est nécessaire de convertir toutes les valeurs en unités métriques.
3. 3 Déterminer la masse de l'objet en question. Des objets suffisamment petits peuvent être pesés sur une balance et trouver leur poids en kilogrammes (kg). De nombreux objets plus volumineux peuvent être recherchés dans des ouvrages de référence ou sur Internet. Habituellement, la masse est donnée dans l'état du problème physique.
4. 4 Mesurer la distance entre deux objets. Si vous voulez calculer la force de gravité entre un objet et la Terre, vous devez déterminer la distance entre cet objet et le centre de la Terre.
   • La distance entre la surface de la Terre et son centre est d'environ 6,38 x 10 m.
   • Sur Internet, vous pouvez trouver des tableaux et d'autres données contenant des informations sur les distances approximatives entre le centre de la Terre et des objets situés à une certaine hauteur au-dessus de la surface de la Terre.
5. 5 Faites les calculs. Après avoir trouvé les valeurs de toutes les quantités requises, elles doivent être remplacées dans la formule et calculées. Assurez-vous que toutes les mesures sont en unités métriques et correctes. La masse doit être en kilogrammes et la distance en mètres. Ensuite, faites les calculs dans le bon ordre.
   • Regardons un exemple. Déterminez la force de gravité qui agit sur une personne pesant 68 kg, debout à la surface de la Terre. La masse de la Terre est de 5,98 x 10 kg.
   • Assurez-vous que toutes les quantités sont dans la bonne unité de mesure : m₁ = 5,98 x 10 kg, m₂ = 68kg, g = 6,673 x 10 Nm/kg, ré = 6,38 x 10 m.
   • Écrivez la formule : F_grave = (Gm₁m₂) / ré = [(6,67 x 10) x 68 x (5,98 x 10)] / (6,38 x 10).
   • Multipliez les masses des deux objets : 68 x (5,98 x 10) = 4,06 x 10.
   • Multiplier le produit m₁ et m₂ à la constante gravitationnelle g: (4,06 x 10) x (6,67 x 10) = 2,708 x 10.
   • Carré de la distance entre les deux objets : (6,38 x 10) = 4,07 x 10.
   • Diviser le morceau G x m₁ x m₂ par carré de la distance, le résultat est la force de gravité en Newtons (N) : 2,708 x 10 / 4,07 x 10 = 665 N.
   • Ainsi, la force de gravité est de 665 N.

Partie 2 sur 2: Calcul de l'attraction gravitationnelle de la Terre

1. 1 D'après la deuxième loi de Newton F = ma. Cette loi dit que sous l'action d'une force (ou d'une résultante non nulle de toutes les forces), le corps se déplacera avec accélération. En d'autres termes, si la force agissant sur le corps n'est pas équilibrée par d'autres forces, ce corps se déplacera avec accélération dans le sens de l'action de cette force.
   • Cette loi peut être exprimée par l'équation F = ma, où F - Puissance, m - masse corporelle, une - accélération.
   • En utilisant cette équation et la valeur connue de l'accélération due à la gravité, on peut calculer la force de gravité qui agit sur n'importe quel corps à la surface de la Terre.
2. 2 En savoir plus sur l'accélération de la chute libre. Sur Terre, la force de gravité provoque une accélération de 9,8 m/s. Ainsi, la force de gravité à la surface de la Terre peut être calculée à l'aide d'une formule simple F_grave = mg.
   • Pour un calcul plus précis de la force de gravité, vous pouvez utiliser l'équation donnée précédemment F_grave = (GM_{De la terre}m) / j.
3. 3 Utilisez des unités métriques. Les valeurs exprimées en unités métriques doivent être substituées dans cette équation. La masse corporelle doit être exprimée en kilogrammes (kg) et l'accélération en mètres par seconde au carré (m/s). Avant les calculs, toutes les valeurs doivent être converties en unités métriques.
4. 4 Déterminer la masse de l'objet d'intérêt. Des objets suffisamment petits peuvent être pesés sur une balance et leur masse en kilogrammes (kg) peut être déterminée. De nombreux objets plus volumineux peuvent être recherchés dans des ouvrages de référence ou sur Internet. Habituellement, la masse est donnée dans l'état du problème physique.
5. 5 Effectuer des calculs. Après avoir trouvé les valeurs de toutes les quantités requises, elles doivent être remplacées dans la formule et calculées. Assurez-vous que toutes les mesures sont en unités métriques et correctes. La masse doit être en kilogrammes et la distance en mètres. Ensuite, faites les calculs dans le bon ordre.
   • Prenons le problème ci-dessus et voyons à quel point les résultats sont donnés par cette formule.Définissons la force de gravité, qui agit sur une personne pesant 68 kg, debout à la surface de la Terre.
   • Assurez-vous que toutes les quantités sont exprimées dans les unités appropriées : m = 68kg, g = 9,8 m/s.
   • Écrivons la formule : F_grave = mg = 68 * 9,8 = 666 N.
   • Ainsi, l'équation F = mg donne une force gravitationnelle de 666 N, tandis qu'une formule plus précise donne une valeur de 665 N. Comme vous pouvez le voir, ces valeurs sont pratiquement les mêmes.

Conseils

• Les deux formules données devraient donner le même résultat, mais la deuxième formule est plus facile à utiliser lorsqu'on considère des objets à la surface de la planète.
• Utilisez la première formule si vous ne connaissez pas l'accélération de la gravité à la surface d'une planète ou si vous devez déterminer la force de gravité entre deux gros objets, par exemple entre une planète et son satellite.