QUE SE PASSE-T-IL?
Masse et poids
Avant d’entrer dans le sujet de la gravité et comment actes, il est important de comprendre la différence entre le poids et la masse.
Nous utilisons souvent les termes «masse» et «poids» de manière interchangeable dans notre discours quotidien, mais pour un astronome ou un physicien, ce sont des choses complètement différentes. La masse d’un corps est une mesure de la quantité de matière qu’il contient. Un objet avec masse a une qualité appelée inertie. Si vous secouez un objet comme une pierre dans votre main, vous remarquerez qu’il faut une poussée pour le faire bouger, et une autre poussée pour l’arrêter à nouveau. Si la pierre est au repos, elle veut rester au repos. Une fois que vous l’avez fait bouger, il veut rester en mouvement. Cette qualité ou «lenteur» de la matière est son inertie. La masse est une mesure de l’inertie affichée par un objet.
Le poids est un tout autre Chaque objet de l’univers avec une masse attire tous les autres objets avec une masse. La quantité d’attraction dépend de la taille des masses et de leur distance. Pour les objets de taille quotidienne, cette attraction gravitationnelle est extrêmement petite, mais l’attraction entre un très gros objet, comme la Terre, et un autre objet, comme vous, peut être facilement mesuré. Comment? Il vous suffit de vous tenir sur une échelle! Les échelles mesurent la force d’attraction entre vous et la Terre. l’attraction entre vous et la Terre (ou toute autre planète) s’appelle votre poids.
Si vous êtes dans un vaisseau spatial loin entre les étoiles et que vous placez une balance sous vous, la balance indiquera zéro. Votre poids est zéro. Vous êtes en apesanteur. Il ya une enclume qui flotte à côté de vous. Il est également en apesanteur. Êtes-vous ou l’enclume sans masse? Absolument pas. Si vous attrapez l’enclume et essayez de la secouer, vous devrez la pousser pour la faire démarrer et la tirer pour qu’elle s’arrête. Il a toujours de l’inertie, et donc de la masse, mais il n’a pas de poids. Regarde la différence?
La relation entre la gravité et la masse et la distance
Comme indiqué ci-dessus, votre poids est une mesure de l’attraction de gravité entre vous et le corps sur lequel vous vous tenez. Cette force de gravité dépend de plusieurs choses. Tout d’abord, cela dépend de votre masse et de la masse de la planète sur laquelle vous vous trouvez. Si vous doublez votre masse, la gravité vous tire deux fois plus fort. Si la planète sur laquelle vous vous trouvez est deux fois plus massive, la gravité vous tire également deux fois plus fort. D’un autre côté, plus vous êtes éloigné du centre de la planète, plus l’attraction entre la planète et votre corps est faible. La force s’affaiblit assez rapidement. Si vous doublez votre distance de la planète, la force est d’un quart. Si vous tripler votre séparation, la force tombe à un neuvième. Dix fois la distance, un centième de la force. Vous voyez le modèle? La force diminue avec le carré de la distance. Si nous mettons cela dans une équation, cela ressemblerait à ceci:
Les deux « M » sur le dessus sont votre masse et la masse de la planète. Le « r » ci-dessous est la distance du centre de la planète. Les masses sont au numérateur parce que la force augmente si elles deviennent plus grandes. La distance est au dénominateur parce que la force diminue lorsque la distance augmente. Notez que la force ne devient jamais nulle, quelle que soit la distance que vous parcourez. C’est peut-être ce qui a inspiré le poème de Francis Thompson:
par pouvoir immortel – proches ou lointaines
les unes aux autres sont cachées.
Que tu peux « ne pas remuer une fleur
sans troubler une étoile.
Isaac Newton
Cette équation, d’abord dérivé par Sir Isaac Newton, nous en dit long. Par exemple, vous pouvez penser que, parce que Jupiter est 318 fois plus massif que la Terre, vous devriez peser 318 fois ce que vous pèsez chez vous. Ce serait vrai si Jupiter était le même la taille de la Terre. Mais, Jupiter fait 11 fois le rayon de la Terre, vous êtes donc 11 fois plus éloigné du centre. Cela réduit l’attraction d’un facteur 112, soit environ 2,53 fois l’attraction de la Terre sur vous. une étoile à neutrons vous donne un poids inimaginable. Non seulement l’étoile est très massive au départ (à peu près la même chose que le Soleil), mais elle est aussi incroyablement petite (à peu près la taille de San Francisco), vous êtes donc très proche du centre une d r est un très petit nombre. De petits nombres au dénominateur d’une fraction conduisent à de très grands résultats!
