Échelles de Longueurs, Gravitation Universelle et Pesanteur

Fiches de vocabulaire et définitions essentielles couvrant les ordres de grandeur, les unités astronomiques, la loi de gravitation universelle de Newton et les variations de l'intensité de la pesanteur.

Écriture scientifique

Manière d'écrire un nombre très grand ou très petit sous la forme $a \times 10^n$, où $a$ est un nombre décimal vérifiant $1 \le a < 10$ et $n$ est un entier relatif.

Ordre de grandeur

Puissance de $10$ la plus proche d'un nombre écrit en notation scientifique $a \times 10^n$ ; il est égal à $10^n$ si $a < 5$, et à $10^{n+1}$ si $a \ge 5$.

Critère de même ordre de grandeur

Règle stipulant que deux longueurs exprimées dans la même unité ont le même ordre de grandeur lorsque le quotient de la plus grande par la plus petite est inférieur à $10$.

Échelle logarithmique

Axe gradué en puissances de $10$ permettant de classer et de comparer graphiquement des dimensions allant du domaine subatomique à l'échelle cosmologique.

Unité astronomique ($\text{UA}$)

Distance moyenne entre le centre de la Terre et le centre du Soleil, valant $150\text{ millions de kilomètres}$, soit $1,50 \times 10^8\,\text{km}$ ou $1,50 \times 10^{11}\,\text{m}$.

Année-lumière ($\text{AL}$)

Distance parcourue par la lumière dans le vide à la vitesse de $3 \times 10^8\,\text{m/s}$ pendant une année, équivalente à $9500\text{ milliards de kilomètres}$, soit $9,5 \times 10^{15}\,\text{m}$.

Multiples du mètre ($\text{Mm}$, $\text{Gm}$, $\text{Tm}$, $\text{Pm}$)

Unités valant des puissances positives de dix : mégamètre ($1\,\text{Mm} = 10^6\,\text{m}$), gigamètre ($1\,\text{Gm} = 10^9\,\text{m}$), téramètre ($1\,\text{Tm} = 10^{12}\,\text{m}$) et pétamètre ($1\,\text{Pm} = 10^{15}\,\text{m}$).

Sous-multiples du mètre ($\mu\text{m}$, $\text{nm}$, $\text{pm}$, $\text{fm}$)

Unités valant des puissances négatives de dix : micromètre ($1\,\mu\text{m} = 10^{-6}\,\text{m}$), nanomètre ($1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}$), picomètre ($1\,\text{pm} = 10^{-12}\,\text{m}$) et femtomètre ($1\,\text{fm} = 10^{-15}\,\text{m}$).

Gravitation universelle

Interaction attractive mutuelle qui s'exerce à distance entre deux corps quelconques en raison de leur masse.

Loi de gravitation universelle

Loi fondamentale selon laquelle deux corps ponctuels $A$ et $B$ de masses $m_A$ et $m_B$ séparés par une distance $d$ exercent mutuellement des forces d'attraction colinéaires et opposées : $F_{A/B} = F_{B/A} = G \times \frac{m_A \times m_B}{d^2}$.

Constante de gravitation universelle ($G$)

Constante universelle valant $G = 6,67 \times 10^{-11}\,\text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}$.

Point d'application de la force gravitationnelle

Centre de gravité du corps attiré qui subit l'action de l'autre corps.

Corps à répartition sphérique de masse

Corps homogène dont la matière est répartie uniformément ou corps constitué de couches sphériques concentriques, pouvant être modélisé gravitationnellement par un point matériel situé en son centre.

Poids d'un corps ($\vec{P}$)

Force d'attraction universelle exercée par la Terre sur un corps situé à son voisinage, s'écrivant $\vec{P} = m \times \vec{g}$ lorsque la rotation de la Terre est négligée.

Intensité de la pesanteur au sol ($g_0$)

Valeur du champ de pesanteur à la surface de la Terre ($h = 0$), définie par $g_0 = \frac{G \times M_T}{R_T^2}$.

Intensité de la pesanteur en altitude ($g_h$)

Valeur du champ de pesanteur à une hauteur $h$ au-dessus du sol, calculée par la relation $g_h = \frac{G \times M_T}{(R_T + h)^2} = g_0 \times \frac{R_T^2}{(R_T + h)^2}$.

Facteurs de variation de la pesanteur

Paramètres géographiques et spatiaux dont dépend l'intensité de pesanteur $g$, spécifiquement l'altitude et la latitude du lieu.