La gravitation universelle

01Toute masse attire toute autre masse

La gravitation universelle est le phénomène par lequel deux objets possédant une masse s'attirent mutuellement. Cette attraction existe entre tous les objets de l'Univers : entre la Terre et une pomme qui tombe, entre la Terre et la Lune, entre le Soleil et les planètes. C'est cette force d'attraction qui explique pourquoi les objets tombent vers le sol, et pourquoi la Lune tourne autour de la Terre au lieu de s'échapper dans l'espace.

Cette attraction n'est pas réservée aux très grands objets comme les planètes : deux crayons posés sur une table s'attirent eux aussi, mais avec une force si faible qu'elle est totalement impossible à observer.

02De quoi dépend la force de gravitation ?

La force d'attraction gravitationnelle entre deux objets dépend de deux facteurs. Plus les masses des deux objets sont grandes, plus la force d'attraction entre eux est grande : c'est pourquoi la Terre, très massive, attire fortement les objets à sa surface, alors que deux crayons s'attirent trop faiblement pour qu'on le remarque. Plus la distance entre les deux objets est petite, plus la force d'attraction est grande : plus on s'éloigne d'un objet massif, plus son attraction diminue.

C'est cette double dépendance qui explique pourquoi la Lune, bien plus petite que la Terre, reste malgré tout en orbite autour d'elle : elle est suffisamment proche et suffisamment massive pour que l'attraction terrestre la maintienne sur sa trajectoire, sans toutefois la faire tomber directement au sol.

03Pourquoi les objets tombent, pourquoi la Lune tourne

Sur Terre, un objet lâché en l'air tombe verticalement vers le sol, attiré par la masse de la Terre : c'est cette attraction que l'on appelle le poids de l'objet. Autour de la Terre, la Lune est elle aussi attirée en permanence, mais sa vitesse latérale l'empêche de tomber directement : elle « tombe » continuellement vers la Terre tout en avançant, ce qui produit une trajectoire courbe, l'orbite. Le même principe explique pourquoi les planètes tournent autour du Soleil, qui les attire par sa masse considérable.

04Méthode : comparer deux forces de gravitation

1. Compare les masses des objets concernés : plus elles sont grandes, plus l'attraction est forte.
2. Compare les distances qui séparent les objets : plus elles sont petites, plus l'attraction est forte.
3. Combine les deux effets pour dire quelle situation produit la force d'attraction la plus grande.

05Erreurs fréquentes

• ✗ Croire que seule la Terre attire les objets : en réalité, toute masse attire toute autre masse.
• ✗ Penser que la Lune ne subit aucune attraction de la Terre puisqu'elle ne tombe pas au sol.
• ✗ Oublier que l'attraction diminue quand la distance augmente, et augmente quand les masses augmentent.