La loi de Newton et ses implications
La loi de gravitation universelle, publiée par Newton en 1687, explique les orbites planétaires (lois de Kepler), les marées (attraction Lune-Terre) et la chute des corps. La force est toujours attractive, à longue portée (infinie théoriquement) et proportionnelle aux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance. À petite échelle, la gravitation est bien décrite par Newton ; aux grandes vitesses et champs intenses, la relativité générale d'Einstein prend le relais.
Applications astronomiques
Force Terre-Lune : F = 6,674×10⁻¹¹ × 5,972×10²⁴ × 7,342×10²² / (3,844×10⁸)² ≈ 2,0×10²⁰ N. Force Terre-Soleil : ≈ 3,5×10²² N. Ces forces immenses maintiennent les orbites planétaires et lunaires. L'accélération de la pesanteur en surface : g = G × M_Terre / R_Terre² = 6,674×10⁻¹¹ × 5,972×10²⁴ / (6,371×10⁶)² ≈ 9,81 m/s².
Poids et masse
Le poids P = m × g est la force gravitationnelle exercée par la Terre sur un objet de masse m. Sur la Lune (g_Lune = 1,62 m/s²), le poids est 6 fois plus faible. Sur Jupiter (g_Jupiter = 24,8 m/s²), il est 2,5 fois plus élevé. La masse reste constante quelle que soit la planète, mais le poids varie avec l'accélération de la pesanteur locale.