L'intensité du champ gravitationnel est un mécanisme de mesure de la gravité. Il montre l'ampleur de la gravité à un endroit particulier.
L'intensité du champ gravitationnel est une quantité vectorielle composée d'une direction et d'une amplitude.
L'intensité du champ gravitationnel est-elle un vecteur ? Oui, car sa formule est la force gravitationnelle par unité de masse. Comme l'intensité du champ gravitationnel est constituée de force, et comme la force est une grandeur vectorielle, cela en fait naturellement une grandeur vectorielle.
A quantité scalaire n'aura qu'une grandeur, c'est-à-dire un nombre. Par exemple – 25 mètres. Il est toujours unidimensionnel.
A quantité de vecteur aura une ampleur aussi bien qu'une direction. Par exemple – 25 mètres, nord. C'est multidimensionnel.
Qu'est-ce que la gravité ?
La gravité est exprimée comme la force d'attraction entre deux objets quelconques de l'univers. C'est la force la plus faible de l'univers et n'a pas de portée spécifique.
La force gravitationnelle est énorme lorsque l'objet est plus lourd. Ainsi, l'objet le plus léger sera toujours attiré vers l'objet le plus lourd. Pour cette raison, la Terre tourne autour du soleil et la lune autour de la Terre.
Le fait passionnant à propos de la gravitation est que tous les objets de cet univers ont leur propre champ gravitationnel, y compris les humains !
Oui! Vous l'avez bien lu. Mais, comme la gravité est la force la plus faible, tous les autres champs de gravitation sont négligeables par rapport à la force gravitationnelle de la Terre ou, en fait, plus faibles que la force gravitationnelle de toute autre planète.
Pour comparer le champ gravitationnel d'un humain à celui du champ gravitationnel de la Terre, prenons un exemple. Disons que la personne A se tient à un mètre de la personne B, qui pèse 100 kg. L'accélération gravitationnelle de la Terre sera 1.5 milliard de fois plus grande que l'accélération gravitationnelle de la personne B. C'est pourquoi la personne A ne gravitera pas vers la personne B.
Un autre sujet critique fortement affecté par la gravité est la masse et le poids. La masse est la quantité de matière disponible dans un objet, tandis que le poids est le résultat de la force de gravité agissant sur lui. La masse multipliée par la gravité donne le poids.
w = mxg
| Où, | w = poids |
| g = force du champ gravitationnel ou accélération gravitationnelle | |
| m = Masse de l'objet |
La gravité est l'une des quatre forces élémentaires de la nature. La gravité affecte le système solaire ou, en fait, tout système de l'univers. La formation des étoiles, des planètes, des astéroïdes, etc., tout dépend de la gravité.
Divers scientifiques comme Robert Hooke, Galileo Galilei, les jésuites Grimaldi, Riccioli, Bullialdus, Borelli, etc., ont avancé différentes théories sur la gravitation, et dont certaines sont très similaires les unes aux autres mais pas encore entièrement prouvées dans la pratique. Les philosophes grecs anciens comme Archimède, l'architecte et l'ingénieur romains - Vitruve, les mathématiciens et astronomes indiens comme Aryabhatta et Brahmagupta ont également identifié la gravité.
Mais alors, un beau jour, une pomme est tombée sur Sir Isaac Newton, et il a dérivé la "Loi de Newton de la Gravitation Universelle" et le monde l'a suivie. Selon la théorie de Newton, la force gravitationnelle est directement proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
L'équation de la force gravitationnelle est donnée par :
Fα(m1m2)/r2
Pour supprimer le signe de proportionnalité, une constante est ajoutée. Dans ce scénario, il s'agit de la constante gravitationnelle « G ».
F=G*(m1m2)/r2
| Où, | F = Force gravitationnelle |
| G = Constante gravitationnelle = 6.674 x 10- 11 Nm2.kg-2 | |
| m1 = Masse de l'objet 1 | |
| m2 = Masse de l'objet 2 | |
| r = Distance entre le centre des objets |
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Pourquoi la force gravitationnelle est-elle une quantité vectorielle ?
L'intensité du champ gravitationnel est une grandeur physique selon mécanique classique.
L'intensité du champ gravitationnel est désignée par « g » et sa formule est exprimée en force par unité de masse.
g=F/m
| Où, | g = force du champ gravitationnel |
| F = Force gravitationnelle | |
| m = masse de l'objet |
Selon cette formule, l'unité SI de g est N/Kg et l'intensité du champ gravitationnel terrestre est de 10 N/Kg. "g" est également appelé le Accélération gravitationnelle, donné comme 9.8 m/s2 pour la terre.
Comme la force est une quantité vectorielle, la force gravitationnelle sera une quantité vectorielle, faisant de la force du champ gravitationnel une quantité vectorielle.
Albert Einstein a également avancé sa théorie de la gravitation dans son théorie générale de la relativité, et il a également remplacé la théorie de Newton. Pourtant, il n'est utilisé que lorsqu'une précision extrême est requise ou lorsqu'il s'agit d'un champ gravitationnel puissant à proximité d'un objet super-massif et extrêmement dense comme le trou noir.
Générique de l'illustration: istockphoto
La courbure de l'espace-temps est un concept délicat, mais il est expliqué dans la théorie générale de la relativité donnée par Albert Einstein. Ici, nous devons seulement comprendre qu'il s'agit de l'espace à 3 dimensions et du temps à 1 dimension, et donc, il s'agit d'un flux à 4 dimensions. Ainsi, en raison de la gravité, il y a un changement dans le flux espace-temps, ce qui entraîne différentes perceptions des observations d'un événement à partir de différents endroits ou observateurs.
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Comparaison de l'accélération gravitationnelle sur différentes planètes de notre système solaire.
L'accélération gravitationnelle est la vitesse à laquelle la planète tire un corps. Pour la Terre, sa valeur est de 9.8 m/s2. Essayons de trouver l'accélération due à la gravitation sur différentes planètes présentes dans notre système solaire.
On peut détecter l'accélération gravitationnelle de n'importe quelle planète en utilisant la formule :
g=Gm/r2
| Où, | g = Accélération gravitationnelle |
| G = Constante gravitationnelle = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 (ce sera pareil partout) | |
| r = rayon de la planète | |
| m = masse de la planète |
- Accélération gravitationnelle sur Mercure
| Pour Mercure, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~2.4 x 106 m | |
| m = 3.28 x 1023 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 3.61 Mme2
- Accélération gravitationnelle sur Vénus
| Pour Vénus, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~6.07 x 106 m | |
| m = 4.86 x 1024 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 8.83 Mme2
- Accélération gravitationnelle sur Mars
| Pour Mars, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~3.38 x 106 m | |
| m = 6.42 x 1023 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 3.75 Mme2
- Accélération gravitationnelle sur Jupiter
| Pour Jupiter, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~6.98 x 107 m | |
| m = 1.90 x 1027 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 26.0 Mme2
- Accélération gravitationnelle sur Saturne
| Pour Saturne, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~5.82 x 107 m | |
| m = 5.68 x 1026 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 11.2 Mme2
- Accélération gravitationnelle sur Uranus
| Pour Uranus, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~2.35 x 107 m | |
| m = 8.68 x 1025 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 10.5 Mme2
- Accélération gravitationnelle sur Neptune
| Pour Neptune, | g = ? |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | |
| r = ~ 2.27 x 107 m | |
| m = 1.03 x 1026 Kg |
En mettant toutes ces informations dans la formule, on obtient :
g = 13.3 Mme2
Constante gravitationnelle par rapport à la gravité d'accélération
Il existe d'innombrables et remarquables différences entre la constante gravitationnelle et la gravité d'accélération. Il serait facile de les étudier sous forme de tableau.
| Constante gravitationnelle | Gravité d'accélération |
| C'est une constante physique empirique. | Accélération due à la gravité sur un objet en chute libre (généralement sous vide). |
| Également connue sous le nom de « constante gravitationnelle newtonienne » ou « constante gravitationnelle universelle » ou « constante gravitationnelle de Cavendish ». | Également connu sous le nom de « Force du champ gravitationnel ». |
| Dénoté par "G". | Dénoté par "g". |
| La valeur de la constante gravitationnelle est indépendante de tous les facteurs et reste donc la même dans tout l'univers. | La valeur de l'accélération gravitationnelle est différente selon les planètes ou tout autre objet astronomique. |
| C'est une constante de proportionnalité, et ainsi, elle resterait la même n'importe où, que ce soit au centre d'une planète, à l'extérieur de celle-ci, près des pôles, dans le vide, etc., la valeur de G restera telle qu'elle est, sans aucun changement . | L'accélération gravitationnelle est maximale à la surface de la Terre. L'accélération gravitationnelle commence à diminuer que l'on se déplace vers le haut ou vers le bas. |
| La constante gravitationnelle est une quantité scalaire. | L'accélération gravitation est une grandeur vectorielle. |
| La valeur de la constante gravitationnelle n'est jamais nulle. | La valeur de l'accélération gravitation est nulle au centre de la terre. |
| Pas de formule pour G. | Formule pour trouver g = F/m |
| La relation entre G et g peut être donnée par : G=gr2/mG = | La relation entre G et g peut être donnée par : g = GM/r2 |
| Unité SI de G = N. m2 /kg2 | Unité SI de g = m / s2 |
| G = 6.674 x 10- 11 Nm2. kg-2 | Valeur de l'accélération gravitationnelle pour la terre = g = 9.8 m / s2 |
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