Newton

 

newton Isaac Newton ( anglais ) 1643-1727

C’est à lui que nous devons les lois de la mécanique classique, et la théorie de la gravitation universelle.

Son livre « principes mathématiques de la philosophie naturelle » est l’œuvre principale de Isaac Newton, et est une œuvre majeure dans l’histoire de la science.

Les 3 lois de newton, sont à la base de la théorie du mouvement. Elles sont utilisées en astronomie, notamment dans le calcul d’orbites de satellites et de puissance des fusées.

Première loi
En l’absence de force, un objet immobile reste immobile. Un corps se déplaçant à vitesse constante en ligne droite continue indéfiniment à le faire.
Exemple en astronomie : une planète a tendance à se déplacer en ligne droite, et avec une vitesse constante si aucune force n’agit sur elle.

Deuxième loi
Si une force est appliquée à un objet, celui-ci accélère. L’accélération « a » qui se produit dans la direction de la force, est proportionnelle à celle-ci et inversement proportionnelle à la masse déplacée.
F=ma
Cette loi est universelle, car elle se manifeste partout dans l’univers. Elle permet de comprendre le mouvement des planètes et justifie la chute d’une pomme.

Troisième loi
Loi de la réaction. A chaque action, il y a une réaction égale et opposée.
Les forces se produisent par paires, en direction opposées et en grandeur égales.
Si un corps 1 agit avec la force F sur un corps 2, alors le corps 2 agit sur le corps 1 avec la même force, égale et de direction opposées.

Par exemple, en astronomie, cette loi indique qu’une planète exerce sur le soleil des forces égales et opposées aux forces que leur applique le soleil.

Loi de la gravitation universelle :
Deux corps quelconques s’attirent en raison directe de leur masse et en raison inverse du carré de la distance de leurs centres de gravité.

Fg ( Force de gravitation )=G [(M1M2)/D² ]
D est la distance séparant les centres des deux astres en mètres.
G est la constante universelle d’attraction.
G=6,67.10-11 N.m².Kg-2

M1 et M2 sont les masses respectives des deux astres en Kg.

Exemple de calcul :
masse de la Terre M1 : 5,976.10 24 kg
masse de la Lune M2 : 7,35.10 22 Kg
distance moyenne entre la Terre et la Lune D : 3,84.10 8 m
( 384 000 km)
Force de gravitation entre la Terre et la Lune :
F = 6,67.10-11 * [(5,976.10 24 * 7,35.10 22)/(3,84.10 8 )2]
F= 1,987.1020 N

Notes :
– La force gravitationnelle avec laquelle le soleil et les planètes s’attirent diminue avec le carré de la distance.

– La force d’attraction gravitationnelle entre deux personnes de 80 kg situées à une distance d’1 m est F=4.10-7 N soit la même force que le poids d’un objet de 0,00004 g à la surface de la Terre !

– La gravitation s’applique à toute forme d’énergie, la masse étant une forme particulière d’énergie, selon la relation bien connue E=mc2. Ainsi, même une particule de masse nulle comme le photon subit la gravitation, c’est le résultat du principe d’équivalence. Contrairement au sens commun, la lumière est donc aussi déviée par les objets massifs, ce qui fut vérifié pour la première fois lors de l’éclipse de Soleil de 1919 et qui confirma de manière éclatante les prédictions de la relativité générale.

– La Terre et la Lune tournent ensemble autour d’un point central, qui est le centre de gravité du système Terre-Lune. C’est la gravitation qui est responsable de cette liaison.

– C’est grâce à la gravitation que les immenses nuages d’hydrogène créés lors du Big Bang se sont contractés (par attraction mutuelle du nuage sur lui-même), jusqu’à former des galaxies, puis des étoiles puis plus tard des systèmes planétaires comme le système solaire. C’est aussi par contraction gravitationnelle que les étoiles se contractent suffisamment pour allumer en leur coeur des réactions nucléaires et donc de rayonner de l’énergie. C’est donc en partie grâce à la gravitation que le Soleil brille