Pesanteur

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La pesanteur désigne la combinaison des forces qui s'exercent sur les diverses parties d'un corps. Sur Terre, la principale composante de la pesanteur est la force de gravité.

Sommaire

1 Pesanteur terrestre
2 Corrections
3 Pesanteur lunaire
4 Voir aussi

[modifier] Pesanteur terrestre

La pesanteur terrestre est une force $F$ qui, pour un objet de dimensions suffisamment faibles (comparé à la Terre) et en un lieu donné, est proportionnelle à la masse $m$ de cet objet. Cette force est appelée poids de l'objet, et le coefficient de proportionnalité est l'accélération de la pesanteur en ce lieu, noté $g$ :

$F = m \cdot g$

La valeur précise de l'accélération de la pesanteur varie en fonction du lieu, et dépend notamment de la latitude, de l'altitude, du relief et des irrégularités de répartition des masses (écarts de densité) à la surface de la Terre. En moyenne, et en négligeant les corrections, l'accélération de la pesanteur est égale à force newtonienne:

$g = G \cdot \frac{M_T}{R^2} \approx$ 9,80665 m/s²

où $G$ est la constante gravitationnelle, $M T$ la masse de la Terre et $R$ son rayon.

[modifier] Corrections

Si une grande précision est requise, il faut apporter à la force de gravité moyenne des corrections, qui sont les suivantes.

Correction de non-sphéricité (due au fait que la Terre n'est pas complétement sphérique). Cette correction est principalement due au bourrelet équatorial, provoqué par la rotation de la Terre.
Correction de rotation terrestre. Cette correction est due à la rotation quotidienne de la Terre, qui n'est donc pas un référentiel galiléen. Ce défaut est pris en compte pour un solide au repos par l'ajout à la pesanteur d'une force d'inertie d'entraînement axifuge, dirigée perpendiculairement à l'axe de rotation terrestre, d'expression $\vec{F}_{ie} = m\left (\frac{2 \pi}{T}\right )^2d \ \vec{u}_r$ avec $T =$ 86164 s et $d$ la distance entre l'objet et l'axe de rotation terrestre.
Correction des forces de marée, notamment dues à la Lune et au Soleil. Cette correction est variable dans le temps, mais de moyenne temporelle nulle. Elle est fréquemment négligée par convention.

Il est important de noter que ces corrections donnent un poids utilisable uniquement sur un objet au repos. En effet, si celui-ci est en mouvement dans le référentiel terrestre, il va subir une force de Coriolis en plus de la force d'inertie d'entraînement.

[modifier] Pesanteur lunaire

Sur la Lune, la pesanteur est environ six fois moindre que sur Terre. Cela explique les bonds extraordinaires des astronautes du programme spatial américain Apollo, de la mission historique d'Apollo 11 (21 juillet 1969) à celle d'Apollo 17, Apollo 13 exclue. Cela est aussi clairement illustré par les bonds de l'équipe de Tintin, dans l'album On a marché sur la Lune...