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Concept
Loi universelle de la gravitation
Résumé
thumb|Les satellites et les projectiles obéissent à la même loi.
La loi universelle de la gravitation ou loi de l'attraction universelle, découverte par Isaac Newton, est la loi décrivant la gravitation comme une force responsable de la chute des corps et du mouvement des corps célestes, et de façon générale, de l'attraction entre des corps ayant une masse, par exemple les planètes, les satellites naturels ou artificiels. Cet article présente essentiellement les aspects de la mécanique classique de la gravitation, et non pas la relativité générale qui procède d'un cadre plus général dans un nouveau paradigme.
Il s'agit, parmi les quatre interactions élémentaires, de la première qui a été découverte.
Deux corps ponctuels de masses respectives et s'attirent avec des forces vectoriellement opposées et de même valeur absolue. Cette valeur est proportionnelle au produit des deux masses, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Ces 2 forces opposées ont pour axe commun la droite passant par les centres de gravité de ces deux corps.
La norme de la force exercée sur le corps par le corps est donnée par :
et en kilogramme (kg); d en mètre (m); et en newton (N)
où G est la constante gravitationnelle.
Dans les unités SI, le CODATA recommande la valeur suivante :
ou aussi
avec une incertitude standard de
ou aussi .
On peut noter la proximité de la forme de cette formule avec la forme de la formule de la Loi de Coulomb sur les forces entre charges électrostatiques :
avec toutefois une distinction : la charge électrostatique peut être négative ou positive, alors que seul le cas de la masse positive est actuellement utilisé en physique habituelle.
Voici le calcul menant à l'expression de l'énergie potentielle de gravitation d'un corps ponctuel de masse m à une distance R d'un corps de masse M produisant le champ de gravitation :
D'où :
Cette formule est similaire à celle du potentiel électrostatique, qui est issu de la loi de Coulomb.
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