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Démarche de Newton & gravitation universelle

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Academic year: 2022

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(1)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Démarche de Newton & gravitation universelle

Stage Système solaire

Y. Delhaye

(2)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

1 Découverte de la loi Question

Observations

Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée

Conséquences

2 Loi de la gravitation universelle Formulation

Conséquences

Autres calculs possibles

(3)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Dans les bottes de Newton

Suivre la démarche de Newton

Figure :Les chaussures de Newton ?

(4)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Dans les bottes de Newton

Suivre la démarche de Newton

Figure :Les chaussures de Newton ?

(5)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la

Dans les bottes de Newton

Suivre la démarche de Newton

(6)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La Terre, le Soleil et ...

La lune

(7)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La Terre, le Soleil et ...

La lune

(8)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La Terre, le Soleil et ...

La lune

(9)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Comment se fait-il que la Terre entraîne la Lune avec elle dans son mouvement annuel autour du Soleil ?"

Phet

(10)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences Autres calculs possibles

Comment se fait-il que la Terre entraîne la Lune

avec elle dans son mouvement annuel autour du

Soleil ?"

(11)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(12)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(13)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent."

(à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(14)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre)

MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(15)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA

: Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(16)

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gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(17)

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gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction

(pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(18)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur)

sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(19)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(20)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre

et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(21)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(22)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(23)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

à la masse des objets attirés.

(24)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La chute des corps

Raisonnements sur observations

"Les corps tombent." (à proximité de la surface de la Terre) MRUA : Une chute libre !

Terre exerce une force d’attraction (pesanteur) sur les objets à proximité de sa surface.

Cette force est dirigée vers le centre de la Terre et vaut P =m·g.

Intensité de F

est proportionnelle à la masse des objets attirés.

(25)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(26)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune

& tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(27)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels

(situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(28)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(29)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres

, corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(30)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes

mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(31)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois

Lune corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(32)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune

corps matériel même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(33)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel

même type corps terrestres. Test hypothèse deux "exemples"

(34)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres.

Test hypothèse deux "exemples"

(35)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres.

deux "exemples"

(36)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Obey gravity ! It’s the law !

Terre attire la Lune & tous les corps matériels (situés à sa surface)

Corps terrestres , corps célestes mêmes lois Lune corps matériel même type corps terrestres.

Test hypothèse deux "exemples"

(37)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Trajectoire d’un objet lancé obliquement à la surface de la Terre.

1 2

Normal : trajectoire 1. Si pas de pesanteur, mouvement de typeMRU trajectoire 2.

(38)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Trajectoire d’un objet lancé obliquement à la surface de la Terre.

1 2

Normal :

trajectoire 1. Si pas de pesanteur, mouvement de typeMRU trajectoire 2.

(39)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Trajectoire d’un objet lancé obliquement à la surface de la Terre.

1

2

Si pas de pesanteur, mouvement de typeMRU trajectoire 2.

(40)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Trajectoire d’un objet lancé obliquement à la surface de la Terre.

1

2

Normal : trajectoire 1.

Si pas de pesanteur,

mouvement de typeMRU trajectoire 2.

(41)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Trajectoire d’un objet lancé obliquement à la surface de la Terre.

1

2

trajectoire 2.

(42)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences Autres calculs

Trajectoire d’un objet lancé obliquement à la surface de la Terre.

1 2

Normal : trajectoire 1.

Si pas de pesanteur, mouvement de typeMRU

(43)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Hypothèse :

Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(44)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Hypothèse : Lune

mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(45)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(46)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre,

Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(47)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors

MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(48)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(49)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(50)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas ! Donc

pesanteur entrave son MRU. TEST : expérience de pensée

(51)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

TEST : expérience de pensée

(52)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

Donc pesanteur entrave son MRU.

TEST :

expérience de pensée

(53)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Hypothèse : Lune mvt. dans le vide.

Si Lune pas attirée par la Terre, Alors MRU éloignement continuel de la Terre,

Pas le cas !

(54)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences Autres calculs possibles

Trajectoire d’un corps lancé horizontalement à partir d’une grande hauteur au-dessus de la surface de la Terre avec des vitesses différentes

Figure:Trajectoires d’un objet lancé d’une grande hauteur selon

(55)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Planets

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gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Planets

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Trajectoire Lune : ellipse

Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre. Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu. Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(58)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial :

Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre. Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu. Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(59)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais,

si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre. Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu. Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(60)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre. Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu. Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(61)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre.

Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu. Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(62)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre.

Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu. Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(63)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre.

Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(64)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La lune

Trajectoire Lune : ellipse Équilibre dépend de 2 causes :

Tendance naturelle à perpétuer mouvement initial : Mais, si seule cause

Alors Lune s’éloignerait continuellement de la Terre.

Tendance à se rapprocher de la surface de la Terre sous l’effet de la pesanteur :

Si seule la force de gravité était en jeu.

Lune aurait tendance à s’écraser sur la Terre !

(65)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La Terre attire la Lune

Lune

"attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(66)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre

trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(67)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire

Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(68)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(69)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton force attractive

pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(70)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande

Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(71)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre

Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(72)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre Ni trop petite

Sinon trajet en ligne droite.

(73)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La Terre attire la Lune

Lune "attachée" à la Terre trajectoire quasi circulaire Conclusion de Newton

force attractive pas trop grande Sinon de son orbite vers la Terre

(74)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Force Terre - Lune

La Terre exerce sur la Lune une forceFT−L

FT−L=k mL

rT−L2k = une constante

(75)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Force Terre - Lune

La Terre exerce sur la Lune une forceFT−L

FT−L=k mL

rT−L2k = une constante

(76)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Force Soleil - Planète

FS−P =K MP

RS−P2K = une autre constante

(77)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Keler, loi en 1/d ,loi en 1/d

2

Kepler avait imaginé force en "1/d".

Non ! Mais Newton connaît la première loi de Kepler.

(78)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Keler, loi en 1/d ,loi en 1/d

2

Kepler avait imaginé force en "1/d". Non !

Mais Newton connaît la première loi de Kepler.

(79)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Keler, loi en 1/d ,loi en 1/d

2

Kepler avait imaginé force en "1/d". Non ! Mais Newton connaît la première loi de Kepler.

(80)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences Autres calculs possibles

Première loi de Kepler

Rappel

Figure:Une orbite elliptique : le soleil occupe un des foyers (F1 ou

(81)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse. Si, par contre, force en1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(82)

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Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d Alors centre de masse

au centre de l’ellipse. Si, par contre, force en1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(83)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse.

Si, par contre, force en1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(84)

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Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse.

Si,

par contre, force en1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(85)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse.

Si, par contre,

force en 1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(86)

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Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse.

Si, par contre, force en1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(87)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse.

Si, par contre, force en1/d2

= un des foyers

(88)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Centre et foyer

Si loi d’attraction en1/d

Alors centre de masse au centre de l’ellipse.

Si, par contre, force en1/d2

Alors centre de masse = un des foyers

(89)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

La loi

F =Gm·m0 r2

−11 2 2

(90)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

La constante de Kepler

T2/R3 ∼1/masse du Soleil

(91)

Démarche de Newton &

gravitation universelle Y. Delhaye

Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Masses

Même démarche

Déterminer masses

planètes possédant une lune étoiles doubles

trou noir au centre de notre galaxie

(92)

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Introduction Découverte de la loi

Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Expérience de pensée Conséquences

Loi de la gravitation universelle

Formulation Conséquences

Masses

Même démarche Déterminer masses

planètes possédant une lune étoiles doubles

trou noir au centre de notre galaxie

(93)

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Question Observations Fin de la dualité Terre-Ciel

Masses

Même démarche Déterminer masses

planètes possédant une lune étoiles doubles

trou noir au centre de notre galaxie

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