1. Deux interactions fondamentales dans l’univers.
Deux objets sont dits en interaction s’ils exercent chacun une action sur l’autre :
Troisième loi de Newton : si un objet A exerce une force sur un objet B (notée F A/B), réciproquement l’objet B exerce une force sur l’objet A (notée F B/A) telles que les deux forces ont même direction, même intensité mais des sens contraires.
On a : 𝐅 𝐀/𝐁 = - 𝐅 𝐁/𝐀
2. Le champ de gravitation.
Un objet de masse M a une influence sur l’espace qui l’entoure puisqu’un autre objet massique de masse m placé dans cet espace y subirait une action.
Il règne donc un champ de gravitation noté 𝒢 en un point de l’espace lorsqu’un objet ayant une masse m subit une force F telle que : 𝐅 = m. 𝓖 Le champ de gravitation peut être représenté par des vecteurs ou par des lignes de champ orientées.
Au voisinage de la Terre, le champ de gravitation est appelé champ de pesanteur. Il est noté g .
Un objet, possédant une masse et placé au voisinage de la Terre, subit une action mécanique modélisée par son poids : 𝐏 tel que : 𝐏 = m. 𝐠
Le champ de pesanteur local (domaine restreint au voisinage de la Terre) est un champ uniforme.
3. Le champ électrostatique.
Il règne un champ électrostatique (noté : 𝐄 ) en un point de l’espace lorsqu’une charge électrique (q) y subit une force F telle que : 𝐅 = q . 𝐄
Le champ électrostatique est un champ vectoriel.
L’orientation des lignes de champ dépend du signe de la charge à l’origine du champ.
Interactions, forces et champs
Deux interactions fondamentales Cours
Mouvement et interaction Séquence 7
Champ de gravitation autour d’un objet de masse M
𝑔
Terre
𝑔 𝑔
𝑔 𝑔 𝑔
𝑔
𝑔
Champ de pesanteur local
Interaction gravitationnelle
(en présence de deux objets A et B possédant une masse.)
F A/B = − G ×mA × mB
d2 u AB
F B/A = - F A/B
G = 6,67 × 10−11 N.m2.kg2 𝑢 𝐴𝐵 est un vecteur unitaire (de norme 1) orienté de A vers B.
Interaction électrostatique
(en présence de deux objets A et B possédant une charge.)
F A/B = k ×qA × qB
d2 u AB k = 9,0 × 109 N.m2.C2
G = 6,67 × 10−11N.m2.kg2
𝑢 𝐴𝐵est un vecteur unitaire (de norme 1) orienté de A vers B
A et B ont des charges de même signe : l’interaction est répulsive.
A et B ont des charges de signes opposés : l’interaction est attractive.
A B
d
𝒖 𝑨𝑩
𝒖
𝑨𝑩
A B
A B
d
𝒖 𝑨𝑩
𝐅 𝐀/𝐁
𝐅 𝐁/𝐀 𝐅 𝐁/𝐀 𝐅 𝐀/𝐁
𝐅 𝐀/𝐁 𝐅 𝐁/𝐀
Valeurs des forces : Inversement proportionnelles au carré de la distance d.
Proportionnelles aux masses ou aux charges.
