
Phénomène d'attraction mutuelle
entre les corps matériels, dépendant de leur masse
et du carré de leur distance. Cette interaction est inhérente
aux masses de ces corps. Le terme de gravité est parfois utilisé
comme synonyme. Cependant, il ne se réfère précisément
qu'à la force d'interaction gravitationnelle entre la Terre et les
corps placés à proximité. Dans ce cas, on parle également
de pesanteur.
La gravitation est l'une des quatre forces
d'interaction fondamentales de la matière; les autres sont
les interactions nucléaires fortes et faibles, et la force d'interaction
électromagnétique. Les tentatives d'unification
de ces forces dans une seule théorie n'ont pas encore abouti.
Il en va de même pour les tentatives de détection des ondes
gravitationnelles, dont l'existence est suggérée par la théorie
de la relativité. Ces ondes pourraient être observées
en perturbant le champ gravitationnel d'un corps très massif de
l'Univers.
La loi de la gravitation, formulée pour la première
fois en 1684 par le physicien anglais sir Isaac Newton, stipule
que l'attraction gravitationnelle entre deux corps est directement proportionnelle
au produit des masses des deux corps, et inversement proportionnelle au
carré de la distance les séparant. La loi s'exprime sous
forme algébrique:
F = G.(m1.m2)/d²
Où F représente la force de gravitation, m1 et m2 les
masses respectives des deux corps, d la distance entre les corps et G,
la constante gravitationnelle. La valeur de cette constante a été
mesurée pour la première fois par le physicien britannique
Henry
Cavendish, en 1798, avec une balance de torsion. La meilleure valeur
actuelle pour cette constante est 6,67.10-11N.m2.kg-2. Ainsi, si on considère
deux corps sphériques de 1kg, séparés d'1m (distance
mesurée entre les deux centres), la force de gravitation s'exerçant
entre ces deux corps est de 6,67.10-11N. Cette force est très faible:
elle est égale au poids, mesuré à la surface terrestre,
d'un objet ayant une masse d'environ (1/150).10-9kg.
Effet de la rotation de la Terre
La force de gravité s'exerçant sur un objet n'est pas
identique sur toute la surface de la Terre. C'est principalement la rotation
de la Terre qui explique ce phénomène. La force
de gravité mesurée est une combinaison
de
la force gravitationnelle due à l'attraction de la Terre
et de la force centrifuge due à sa
rotation. À l'équateur, la force centrifuge est importante,
ce qui diminue relativement la force gravitationnelle mesurée.
En revanche, la force centrifuge aux pôles est nulle, ce qui augmente
relativement la force gravitationnelle. Ce qu'on appelle couramment
la "force de gravité" est donc en fait une combinaison de forces.
Accélération et pesanteur
La gravité, ou pesanteur, est ordinairement mesurée
par l'accélération d'un objet en chute libre, à la
surface de la Terre. À l'équateur, l'accélération
de la pesanteur, notée g, est de 9,7799 m.s-2, alors qu'aux pôles
cette accélération est supérieure à 9,83 m.s-2.
Dans les calculs, on utilise la valeur normalisée de 9,80665 m.s-2.
