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Concept
Champ gravitationnel
Résumé
En physique classique, le champ gravitationnel ou champ de gravitation est un champ réparti dans l'espace et dû à la présence d'une masse susceptible d'exercer une influence gravitationnelle sur tout autre corps présent à proximité (immédiate ou pas). L'introduction de cette grandeur permet de s'affranchir du problème de la médiation de l'action à distance apparaissant dans l'expression de la force de gravitation universelle.
Il est possible de montrer que le champ gravitationnel créé en un point quelconque par un corps ponctuel dérive d'un potentiel scalaire newtonien noté en , analogue au potentiel électrostatique. En fait, il existe une analogie formelle entre champ électrostatique et champ gravitationnel, et leurs potentiels scalaires respectifs.
La théorie de la relativité générale interprète le champ gravitationnel comme une modification de la métrique de l'espace-temps. À la limite, les équations de champ d'Einstein se ramènent à celles du champ gravitationnel classique qui sera seul considéré dans le présent article. L'approximation newtonienne est valable pour des corps dont les vitesses sont faibles devant celle de la lumière dans le vide , et si le potentiel gravitationnel qu'ils créent est tel que .
thumb|200px|Illustration de la loi de gravitation de Newton.
La loi universelle de la gravitation, mise en évidence par Newton en 1687, exprime la force exercée par un corps ponctuel de masse placé en un point choisi comme origine sur un autre corps ponctuel de masse placé au point tel que vaut :
où G est la constante gravitationnelle :
L'interprétation classique de cette formule est que le corps à l'origine exerce sur le corps en P une force à distance attractive, proportionnelle aux masses des deux corps (en toute rigueur, à leurs masses graves), inversement proportionnelle au carré de leur distance, et dirigée selon la direction de la droite joignant ces deux points. La mise en évidence de cette loi a eu un grand retentissement: en particulier, elle permettait de démontrer les lois de Kepler établies de façon empirique quelques décennies auparavant.
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