Notions de physique

Notion de physique: rotation et gravité

Étudions un peu le côté physique et astronomique qui seront nécessaires pour comprendre la suite de notre travail.

Notre planète, la Terre, est située dans le système solaire où huit planètes tournent autour de l'étoile centrale, le Soleil.

La Terre tourne sur elle-même en 23 heures et 56 minutes, soit approximativement un jour.

Elle tourne en 365,256 jours autour du soleil, ce qui correspond à une année astronomique. La durée de l'année civile a été établié à 365 jours. Pour compenser la différence entre l'année astronomique et civile, un jour est ajouté tous les quatre ans, le 29 février. C'est alors une année bissextile comprenant 366 jours. Mais il existe encore une petite différence de 0,006 jours par an, donc une règle a été ajoutée : si l'année qui devait être bissextile est divisible par 100, elle ne sera pas bissextile ; sauf si elle est divisible par 400.

En résumé, une année est bissextile si elle est divisible par 4 et non divisible par 100, sauf si elle est divisible par 400.

Par exemple:

• l'année 2024 sera bissextile car 2024/4=506 (elle est divisible par 4) et 2024/100=20,24 (le résultat n'est pas entier).
• l'année 1900 n'était pas une année bissextile car 1900/100=19 (elle est divisible par 100 mais pas par 400 donc elle n'est pas bissextile).
• au contraire 2000 était une année bissextille car elle était divisible par 400 : 2000/400=5.

Parlons maintenant de la gravitation.

Il existe dans l'univers 4 forces fondamentales: la force nucléaire forte, la force nucléaire faible, la force électromagnétique et la force gravitationnelle.

Nous allons nous intéresser à l'interaction gravitationnelle. Tous les objets ayant une masse s'attirent mutuellement. Cette interaction est universelle : elle s'applique en tout point de l'univers.

On considère deux objets A et B de masse m_A et m_B, dont les centres sont séparés d'une distance d. Ils exercent l'un sur l'autre une action mécanique attractive, modélisée par une force F_g nommée force d'interaction gravitationnelle, de même intensité, de même direction mais de sens contraire.

F_A/B = F_B/A = F_g = Gm_A.m_B /d² , m_A et m_B en Kg, d en m, G= 6.67×10^-11 (S.I.) et F en N.

Calculons maintenant la force gravitationnelle entre la Terre et le Soleil :

m_Terre = 5,972 × 10²⁴ kg, m_Soleil = 1,989 × 10³⁰ kg, d_T-S = 1,5 × 10¹¹ m

Gm_T.m_S /d² = 6.67×10^-11 × 6 × 10²⁴ × 2 × 10³⁰ / (1,5 × 10¹¹)² = 3.56 × 10²²

La force gravitationelle entre la Terre et le Soleil est de 3.56 × 10²² N