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Terme du glossaire : Gravité

Description : La gravité est l'attraction mutuelle d'objets ayant une masse. En mécanique classique, tout objet ayant une masse exerce une force d'attraction sur un autre objet ayant une masse. Nous appelons cette force d'attraction la gravité. La théorie de la relativité générale d'Einstein fait de la gravité une courbure de l'espace-temps plutôt qu'une force. Cependant, l'approximation classique de la gravité reste exacte dans la plupart des scénarios. Plus un objet est massif, plus sa force gravitationnelle/déformation de l'espace-temps est forte et, par conséquent, plus l'attraction exercée sur les autres objets est importante.

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Dessin au trait d'un appareil scientifique avec des paires de masses sphériques plus grandes et plus petites suspendues en équilibre par des cordes.

Appareil pour la détermination de la constante de gravitation

Légende : L'observation du mouvement des planètes autour du Soleil ou de la Lune autour de la Terre ne permet pas d'obtenir la constante gravitationnelle, car dans ces cas, la masse du corps central n'est pas connue au départ. Pour mesurer la constante gravitationnelle, il fallait que les masses en jeu aient été déterminées indépendamment de la mesure de leur attraction gravitationnelle. Le dispositif illustré ici a été construit par John Michell (1724-1793), mais celui-ci est décédé avant d'avoir pu réaliser l'expérience. Henry Cavendish (1731-1810) a hérité du dispositif, l'a modifié de manière à supprimer les perturbations externes et a réalisé l'expérience avec succès. Le rapport de Cavendish à la Royal Society s'intitulait "Experiments to determine the density of the Earth" (Expériences pour déterminer la densité de la Terre) car, à partir de la connaissance de la constante gravitationnelle, de l'accélération gravitationnelle à la surface de la Terre et du rayon de la Terre, on peut alors déterminer la masse de la Terre et sa densité moyenne. D'un point de vue moderne, ce que l'on appelle aujourd'hui "l'expérience de Cavendish" est considérée comme un moyen de déterminer la constante gravitationnelle G de Newton. L'image montre une coupe transversale de l'appareil, que Cavendish a isolé des influences environnementales en le plaçant dans une pièce séparée et à l'intérieur d'une boîte en bois. Les dispositifs permettant à Cavendish d'éclairer, d'observer et de manipuler l'expérience depuis l'extérieur sont également illustrés. Le cœur de l'expérience est une balance de torsion utilisant deux petites sphères de plomb. La force de rappel du pendule de torsion est déduite de sa fréquence d'oscillation naturelle en l'absence des grandes masses. L'attraction gravitationnelle des petites sphères de plomb sur leurs homologues plus grandes peut alors être déterminée en mesurant jusqu'où elle fait dévier les masses du pendule de torsion de leur position nulle. L'image est une version légèrement modifiée (recadrée, contraste et luminosité ajustés) de la figure 1 de l'article de Cavendish publié dans les Philosophical Transactions of the Royal Society, volume 88 (décembre 1798), pp. 469-526 [DOI : 10.1098/rstl.1798.0022]. Nous remercions la Royal Society d'avoir autorisé la publication de cette image sous licence CC BY.
Crédit : Henry Cavendish dans Philosophical Transactions of the Royal Society, DOI : 10.1098/rstl.1798.0022 Lien vers les crédits

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Domaines d'apprentissage : Apprentissage par découverte guidée , Cours interactif , Modélisation
Coûts : Élevé
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Taille du groupe : Par groupe
Compétences : Analyser et interpréter des données , Poser des questions , Développer et utiliser des modèles , Planifier et mener des enquêtes


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Niveau scolaire : Informelle - Médiation , Collège
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Coûts : Moyen
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