L'attraction générée par la Terre sur une masse lourde est plus intense que celle générée sur une masse légère. Mais la mise en mouvement d'une masse lourde demande aussi plus d'énergie : c'est l'inertie. Or, lors d'une chute, attraction et inertie se compensent parfaitement et la vitesse est toujours la même.
Mais pourquoi ? Si le poids d'un objet est plus grand, son inertie aussi ! Donc même si la force qui s'exerce sur un objet lourd est plus grande, comme il faut plus de force pour lutter contre son inertie, les deux se compensent !
Le célèbre savant italien avait imaginé une expérience pour savoir si deux corps de nature différente tombent du haut d'une tour à la même vitesse. La réponse est oui: le plomb tombe aussi vite que la plume, sous réserve d'être dans le vide ou de négliger les frottements.
L'intensité du champ gravitationnel terrestre est telle que, pour chaque seconde d'attraction – c'est-à-dire pour chacune des secondes que dure la chute de l'objet – la vitesse de l'objet augmente de 9,8 mètres par seconde, soit 35 kilomètres par heure.
C'est la force d'attraction de la Terre ou de la Lune qui intervient, c'est-à-dire la force POIDS. PORTER UNE VALISE EN RESTANT SUR PLACE On peinera moins à la soutenir sur la Lune que sur la Terre, c'est le POIDS qui tire sur la main (la force poids).
Un jour d'automne en regardant une pomme tomber de son arbre, il réalise qu'une force attire la pomme vers la Terre, la force de gravitation. La même que celle qui s'exerce sur la Lune. Or la Lune ne tombe pas sur notre tête car elle tourne autour de la Terre.
Ainsi, la vitesse dépend de la puissance (déterminée par la capacité à produire de l'énergie et exprimée en watts) divisée par le poids. Plus le poids est élevé, plus la vitesse diminue. Un gain de poids de 1 % se traduit presque exactement par une perte de vitesse de 1 %.
La chute libre est le mouvement vertical effectué par un objet lorsqu'il ne subit que l'effet de la force gravitationnelle. Si on néglige le frottement de l'air, un objet qui effectue un mouvement de chute libre subit toujours une accélération de 9,8m/s2 orientée vers le sol.
Loi selon laquelle, en un même lieu et en absence de résistance de l'air, tous les corps ont le même mouvement de chute libre s'effectuant avec la même accélération g, quel que soit le corps pesant. (g est l'accélération de la pesanteur au point considéré.)
On lit parfois qu'en relativité, la masse augmente avec la vitesse. La masse est un invariant, elle n'augmente pas avec la vitesse.
V = gt est l'équation utilisée pour calculer la vitesse durant la chute libre. Dans cette équation, « V » correspond à la vitesse de chute en mètres par seconde, « g » à l'accélération gravitationnelle en mètres par seconde au carré et « t » au temps de chute en seconde.
Situation de l'activité Dans l'Antiquité, le modèle d'Aristote expliquait que les objets chutent pour rejoindre leur élément d'origine : la terre. D'autres modèles plus élaborés lui ont succédé. Aujourd'hui, la chronophotographie permet d'identifier facilement les aspects importants de la chute des corps.
La pomme et la Lune sont toutes les deux en chute libre.
Pour les «scientifiques» de l'Antiquité, c'est le marteau qui arrive au sol bien avant! Aristote pensait que plus une boule était massive, plus elle tombait vite: «une boule de fer tombera 100 fois plus rapidement qu'une autre boule 100 fois plus légère».
Lors d'une chute sur Terre, un marteau tombe plus vite qu'une plume, cela étant dû comme évoqué précédemment aux frottements exercés par l'air sur les deux objets. En revanche, lorsque il n'y a pas d'air, les deux objets tombent à la même vitesse.
Il est évident que la loi de chute est différente : la masse m n'intervient pas, car il y a compensation exacte entre masse inerte et masse grave.
Chaque élément possède un mouvement naturel de translation rectiligne par lequel il regagne son lieu naturel lorsqu'il en a été séparé par violence : les lourds (la terre et l'eau) vont vers le centre de la Terre, confondu avec le centre de l'univers ; les légers (l'air et le feu) se dirigent vers la périphérie du ...
Ces constatations confirment le principe d'inertie énoncé par Newton en 1686 : « Dans un référentiel galiléen, lorsque les forces qui s'exercent sur un système se compensent, ce système est soit immobile soit en mouvement rectiligne uniforme : où est un vecteur constant. »
Comme l'objet n'a pas de vitesse initialement, il reste immobile. Une fois lâché, l'objet est en chute libre puisqu'il n'est soumis qu'à son poids. Cette force ne peut pas être compensée, le principe d'inertie n'est pas vérifié, l'objet n'est pas immobile, son mouvement n'est pas rectiligne uniforme.
Pour que la pomme tombe vers le bas, elle doit être attirée par une force. Cette force, la gravité, était encore inconnue avant que Newton n'élabore la loi de la gravitation universelle. En gros, cette loi dit que tous les objets s'attirent les uns les autres.
« Dans le vide, tous les corps ont des durées de chute égales. La durée de chute t pour une vitesse initiale nulle est donnée par la formule : t = √ 2s/g où s est la distance parcourue et g l'intensité de la pesanteur. La durée de chute ne dépend ni de la masse ni de la forme de l'objet.
La vitesse de la chute libre varie en fonction du poids, de la hauteur du saut et de la position, mais elle se situe généralement aux alentours des 200 km/h !
Le record de vitesse reste imbattu
Alan Eustace a atteint, pendant cette chute, une vitesse maximum de 1 322,9 km/heure, ou 1,24 fois la vitesse du son, déclenchant un petit bang supersonique. En 2012, Felix Baumgartner avait atteint la vitesse de 1,357,6 km/h, un record de vitesse en chute libre qui tient toujours.
C'est la vitesse de la Terre qui l'empêche de « tomber » sur le Soleil (car elle est attirée par le Soleil). Sa vitesse moyenne de 29,783 km/s (ou de 107 220 km/h) a tendance à la faire quitter son orbite actuelle (sans le Soleil, elle irait « tout droit »), mais la gravité du Soleil la retient.
Voici la réponse qui a été faite à ces enfants de 9 ans : - les planètes s'attirent les unes les autres et sont donc en équilibre : voilà pourquoi la Terre ne tombe pas. - et le fait que les gens qui sont aux antipodes ne tombent pas (nous sommes attirés par cette énorme boule, nommée Terre, qui est sous nos pieds).