Calculateur de Force Gravitationnelle

Physique Générale

Calculez la force gravitationnelle entre deux objets basée sur la Loi de la Gravitation Universelle de Newton.

Exemples Pratiques

Explorez ces scénarios du monde réel pour comprendre comment le calcul de la force gravitationnelle est appliqué.

Force entre la Terre et la Lune

Terre et Lune

Calculez la force gravitationnelle exercée entre la Terre et la Lune.

m1: 5.972e24 kg, m2: 7.347e22 kg

r: 3.844e8 m

Force entre le Soleil et la Terre

Soleil et Terre

Calculez la force gravitationnelle qui maintient la Terre en orbite autour du Soleil.

m1: 1.989e30 kg, m2: 5.972e24 kg

r: 1.496e11 m

Force entre deux Boules de Bowling

Deux Boules de Bowling

Calculez la minuscule force gravitationnelle entre deux boules de bowling standard de 7kg placées à 1 mètre d'intervalle.

m1: 7 kg, m2: 7 kg

r: 1 m

Force sur l'ISS

Station Spatiale Internationale

Calculez la force gravitationnelle sur la Station Spatiale Internationale (ISS) depuis la Terre. La masse de l'ISS est d'environ 419 725 kg et elle orbite à environ 408 km d'altitude de la surface.

m1: 5.972e24 kg, m2: 419725 kg

r: 6778000 m

Autres titres
Comprendre le Calculateur de Force Gravitationnelle
Un Guide Complet de la Loi de la Gravitation Universelle de Newton et Ses Applications

Qu'est-ce que la Force Gravitationnelle ?

  • L'Attraction Universelle
  • La Loi Révolutionnaire de Newton
  • La Constante Gravitationnelle (G)
La force gravitationnelle est une interaction fondamentale dans l'univers qui provoque une attraction mutuelle entre toutes les choses qui ont une masse. Plus un objet a de masse, plus son attraction gravitationnelle est forte. Cette force est ce qui maintient les planètes en orbite autour du soleil, tient les galaxies ensemble et garde nos pieds fermement sur le sol.
La Formule : F = G (m1m2)/r^2
Sir Isaac Newton a formulé la loi de la gravitation universelle, qui énonce que chaque particule attire chaque autre particule dans l'univers avec une force qui est directement proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance entre leurs centres. La constante de proportionnalité, G, est connue sous le nom de constante gravitationnelle, un très petit nombre (environ 6,67430 × 10^-11 N·m²/kg²), indiquant que la gravité est la plus faible des quatre forces fondamentales de la nature.

Guide Étape par Étape pour Utiliser le Calculateur de Force Gravitationnelle

  • Sélectionner Votre Cible de Calcul
  • Saisir Vos Données Correctement
  • Interpréter les Résultats
Notre calculateur est conçu pour la facilité d'utilisation et la flexibilité. Voici comment obtenir vos résultats :
1. Choisir ce qu'il faut calculer
Commencez par sélectionner quelle variable vous voulez résoudre dans le menu déroulant : Force (F), Masse 1 (m1), Masse 2 (m2), ou Distance (r).
2. Entrer les valeurs connues
Remplissez les champs de saisie pour les variables connues. Assurez-vous de sélectionner les bonnes unités (kilogrammes/grammes pour la masse, mètres/kilomètres pour la distance). Pour les très grands ou petits nombres, vous pouvez utiliser la notation scientifique (ex., 5.972e24 pour la masse de la Terre).
3. Calculer et Analyser
Cliquez sur le bouton 'Calculer'. Le résultat sera affiché dans la section 'Résultat du Calcul' en unités SI (Newtons pour la force, kilogrammes pour la masse, mètres pour la distance).

Applications Réelles de la Force Gravitationnelle

  • Mécanique Céleste et Astronomie
  • Exploration Spatiale et Orbites de Satellites
  • Géophysique et Marées
Le calcul de la force gravitationnelle est crucial dans de nombreux domaines scientifiques et d'ingénierie.
Astronomie
Les astronomes l'utilisent pour prédire les mouvements des planètes, étoiles et galaxies. C'est essentiel pour comprendre les phénomènes comme les orbites planétaires, la formation des corps célestes et la dynamique des systèmes d'étoiles binaires.
Trajectoires de Vaisseaux Spatiaux
Les ingénieurs concevant des missions vers d'autres planètes ou déployant des satellites doivent calculer précisément les forces gravitationnelles du Soleil, de la Terre et d'autres corps célestes pour assurer des trajectoires correctes et des orbites stables.
Géophysique
L'attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil sur les océans de la Terre est la cause principale des marées. Les géologues étudient aussi les minuscules variations du champ gravitationnel terrestre pour comprendre les structures souterraines et localiser les gisements minéraux.

Idées Fausses Communes et Méthodes Correctes

  • Masse vs Poids
  • Distance Entre les Centres, Pas les Surfaces
  • Gravité dans l'Espace
Il y a plusieurs malentendus courants sur la gravité.
La Masse n'est pas le Poids
La masse est la quantité de matière dans un objet et est constante partout. Le poids est la force de gravité agissant sur cette masse (Poids = masse × g). Un astronaute a la même masse sur Terre et sur la Lune, mais son poids est beaucoup moins sur la Lune à cause de sa gravité plus faible.
L'Importance de 'r'
La distance 'r' dans la formule de Newton est la distance entre les centres des deux objets, pas la distance entre leurs surfaces. C'est une distinction critique, surtout quand les objets sont proches ou très grands, comme les planètes.
La Gravité Zéro est un Mythe
Les astronautes en orbite ne sont pas en 'gravité zéro'. Ils sont dans un état de chute libre continue autour de la Terre. À l'altitude de l'ISS, la gravité terrestre est encore environ 90% aussi forte qu'à la surface. La sensation d'apesanteur vient du fait qu'ils tombent à la même vitesse que leur vaisseau spatial.

Dérivation Mathématique et Exemples

  • Dériver la Formule pour D'autres Variables
  • Exemple Résolu : Terre et Soleil
  • Unités et Conversions
La formule de Newton peut être réorganisée pour résoudre n'importe laquelle de ses variables.
Résoudre pour la Masse ou la Distance

En partant de F = G (m1m2)/r^2, nous pouvons isoler d'autres variables :

  • Pour trouver la distance (r) : r = sqrt(G m1 m2 / F)
  • Pour trouver une masse (ex., m1) : m1 = F r^2 / (G m2)
Exemple de Calcul

Calculons la force entre la Terre (m1 ≈ 5.97e24 kg) et une personne de 70 kg (m2) à sa surface. Le rayon de la Terre (r) est d'environ 6.37e6 m. F = (6.674e-11 5.97e24 70) / (6.37e6)^2 F ≈ (2.789e16) / (4.058e13) F ≈ 687 Newtons. C'est le poids de la personne.