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Gravité et Forces (en présence)...

Publié le par Philippe Le Bihan

   Newton avait expliqué pourquoi une pomme ou tout autre objet semblait comme « attiré » par le sol. Il s’agissait de la découverte de la gravitation qui venait s’ajouter à la notion de force introduite par le même Newton.

   Ainsi dès lors il n’était plus possible de penser comme au Moyen-Âge. Non, une tonne de plomb ne tombait pas sur le sol avant un gramme de papier. Car la gravitation est une force appliquée de manière continue par chaque objet massif sur chaque autre, donc par la Terre sur chaque objet qui s’y trouve. Une force appliquée de manière continue, cela implique donc une accélération et plus encore une accélération de vitesse égale pour tout objet quelle que soit sa masse (son poids).

   Cette accélération pour une gravitation terrestre (1G) vaut 9 virgule et quelques mètres par seconde au carré. Arrondissons à 9m/s2. Cela signifie que si au départ la vitesse est de zéro, tant pour le gramme de papier que pour la tonne de plomb, après une seconde elle sera de 9m/s, après 2 secondes de 18m/s, etc. On en déduit donc que un gramme de papier et une tonne de plomb tombent d’une même hauteur à la même vitesse au sol.

   Peut-on néanmoins en déduire qu’ils tombent « en même temps » au sol ? Nous avons fait un premier progrès entre le Moyen-Âge et Newton : un gramme de papier et une tonne de plomb touchent le sol d’une même hauteur à la même vitesse. Mais dire qu’ils y tombent au même moment, est-ce juste ?

   Je prétends personnellement, et c’est ce que je vais expliquer ici, que pour ma part un gramme de papier touche le sol avant une tonne de plomb ! Bref l’exacte affirmation inverse à la croyance du Moyen-Âge. Et pourquoi ?

   Car une masse se nomme également en physique « masse d’inertie ». C’est une force elle aussi, qui par la loi action-réaction devient force à mettre en œuvre pour la déplacer.

   Ainsi il apparaît évident, pour parler de la poussée, que si je pousse avec une force de 1N (1 Newton, le Newton étant l’unité de mesure de la force) sur un papier de 1 gramme je la déplacerai plus que si je pousse avec la même force sur 1000kg de plomb. Cela est dû très exactement à la masse d’inertie.

   Et ce qui est vrai pour la poussée l’est aussi pour le tirage (ou l’attraction terrestre). Pour mettre en mouvement 1kg de plomb je dois mettre en œuvre plus de force que pour mettre en mouvement 1g de papier. C’est d’une évidence incontestable.

   Or, nous l’avons vu, qu’est-ce que la gravitation ? C’est une force exercée de manière continue, provoquant ainsi une accélération.

   Donc si je mets à 10km de haut, dans le vide, 1g de papier et 1000kg de plomb et que je les lâche au même moment, à l’instant T0, que se passe-t-il ? Pendant que le papier se met en mouvement, la force gravitationnelle, elle, perd du temps à s’accumuler sur la tonne de plomb pour arriver, enfin, après un certain temps, à la mettre en mouvement car il y a quand même une masse d’inertie de 1000kg à surmonter.

   Dès lors voici ma conclusion : 1g de papier et 1000kg de plomb, lâchés dans le vide depuis la même hauteur et au même moment, toucheront le sol à la même vitesse mais pas au même moment ; le papier arrivant en premier, le plomb en second !

   Enfin, c’est une vision qui peut non pas se discuter, mais se démontrer et surtout se calculer mais je laisse ici planer le mystère vous renvoyant à la lecture de quelques bouquins de physique...

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