Aussi longtemps que l'objet est en l'air, la gravité agit sur lui, l'incitant à tomber de plus en plus vite. Plus longue sera la chute, plus longue sera l'action de la gravité sur l'objet, et donc plus grande sera la vitesse de chute (en jargon scientifique, on parle d'accélération).
La vitesse de chute d'un corps dans le vide ne dépend pas de son poids. Ainsi, une plume et un kilo de plomb tombent à la même vitesse dans le vide. Toutefois, la résistance de l'air est à prendre en compte sur terre, et c'est pourquoi la forme de l'objet a une influence.
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 !
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.
Mais quel rapport avec Galilée? 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.
Ceci nous permet d'établir qu'un corps en chute libre est en MRU, c'est-à-dire qu'il est fixe dans un référentiel inertiel. Comme deux corps lâchés simultanément appartiennent au même référentiel inertiel, ils tombent ensemble à la même vitesse.
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».
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.
Comme la balle chute, son énergie potentielle décroît. En parallèle, sa vitesse augmente, donc son énergie cinétique également. L'énergie mécanique, quant à elle, reste constante ; les quelques fluctuations observées sont explicables par les incertitudes de mesure des positions.
Lorsqu'un corps est en chute libre, sa hauteur diminue, donc son énergie de position diminue aussi ; mais étant donnée que l'énergie mécanique reste constante, l'énergie cinétique augmente. Tout objet possède une énergie de position notée Ep qui est liée au poids de cet objet et à sa hauteur par rapport au sol.
Elle dépend beaucoup de la stature et de la position (environ 180 km/h pour un adulte de constitution moyenne stable à plat ; moins pour un enfant ; plus lorsque le chuteur se met en boule ; et jusqu'à plus de 300 km/h pour un chuteur arrivant à tenir une position stable tête en bas).
La masse est un invariant, elle n'augmente pas avec la vitesse. La notion de "masse relativiste" qui dépend de la vitesse est une notion dépassée que plus personne n'utilise sérieusement.
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.
Calculez la force de gravité.
La force F qui s'exerce sur un corps en chute libre est égale au produit de la masse de ce corps par l'accélération de la pesanteur ou F = m × a. Cette expression multipliée par 2 forme le numérateur de la formule de la vitesse finale.
La gravité agit sur tout les corps. Ce qui fait que la Lune ne tombe pas, c'est qu'elle a une vitesse propre qui est suffisante pour se déplacer avant de s'écraser sur la Terre.
La pomme et la Lune sont toutes les deux en chute libre.
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. »
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.)
longueur de corde = 10 m, hauteur de chute = 4 m donc facteur de chute = 4/10 = 0,4. La longueur de corde est importante, la capacité d'absorption est importante. La sévérité est faible, la force de choc est faible. longueur de corde = 2 m, hauteur de chute = 4 m donc facteur de chute = 4/2 = 2.
La gravité est en quelque sorte une réaction des corps au mouvement centrifuge de l'éther. Les corps tombent sur la Terre parce qu'ils sont pressés et poussés par quelques autres corps, et plus précisément par le mouvement circulaire de la matière subtile.
La vitesse de libération de la Terre est définie comme la vitesse initiale qu'un corps doit posséder afin de pouvoir échapper à l'attraction gravitationnelle de notre planète. Elle est d'environ 11 kilomètres par seconde.
La vitesse de chute des grêlons est de l'ordre de grandeur des vitesses des courants ascendants dans les orages, soit couramment 50 à 100 km/h (tableau des caractéristiques moyennes des grêlons).
La loi de Galilée sur la chute libre des corps est considérée comme la première loi de la physique moderne. Son éponyme est Galilée ( 1564 - 1642 ) qui l'a découverte et l'a énoncée pour la première fois en 1604.
Les plumes et la boule de bowling sont lâchées simultanément dans le vide absolu. Galiée l'avait énoncé, Newton l'a prouvé, Einstein l'a révolutionné: la vitesse de la chute d'un objet est indépendante de sa masse. La gravité est la même pour tous. Elle accélère de la même façon tous les objets.
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.