Qu’est-ce que la gravité et où est-elle la plus forte aux États-Unis ?
Janvier 2003
Des quatre forces fondamentales – gravité, électromagnétique, nucléaire forte et nucléaire faible – la gravité est celle avec laquelle les gens sont le plus familiers. On attribue à Isaac Newton la « découverte de la gravité ». Ce qu’il a fait en réalité, c’est nous donner une interprétation analytique de la gravité, c’est-à-dire décrire les quantités qui déterminent la force gravitationnelle sur un objet.
Selon Newton, deux objets quelconques ont une force d’attraction qui tente de les rapprocher. L’ampleur de cette force dépend de la masse de chaque objet et de la distance entre les centres des deux objets. Mathématiquement, on dit que la force de gravité dépend directement de la masse des objets et inversement de la distance entre les objets au carré. Le G de cette relation est une constante que l’on appelle la constante gravitationnelle universelle.
Pour les objets de tous les jours comme les gens, les voitures, les balles et les avions, la force de gravité entre deux de ces objets est si minime qu’elle est insignifiante. Cependant, lorsqu’un des objets est très massif, comme la Terre, alors la force de gravité devient significative. Votre poids n’est en fait que la force de gravité entre la masse de votre corps et la masse de la Terre. Nous sentons que la Terre tire sur nous avec une force que nous appelons gravité.
La « force de gravité » est souvent exprimée en termes d’accélération que la force gravitationnelle va donner à un objet lorsqu’on laisse tomber cet objet. Cette accélération de la gravité est écrite sous la forme d’un petit g et est utilisée pour décrire la force de gravité à différents endroits sur la Terre ainsi que sur d’autres planètes.
En général, plus les centres de deux objets sont proches, plus la force de gravité devient importante. Par conséquent, vous vous attendriez à ce que la gravité aux États-Unis soit plus forte partout où vous êtes le plus proche du centre de la Terre. Le point le plus bas des États-Unis est la Vallée de la Mort, et la gravité devrait donc y être plus forte (là où vous êtes le plus proche du centre de la Terre). Cependant, la Terre n’est pas un matériau uniforme dans tout son intérieur et la gravité dépend de la quantité exacte de masse qui se trouve entre vous et le centre de la Terre.
Par conséquent, lorsque vous vous déplacez aux États-Unis, l’accélération due à la gravité (g) varie d’environ 9,79 à 9,81 mètres par seconde au carré. La moyenne de la Terre est de 9,80 m/s2 (32 ft/s2), ce qui est généralement rapporté comme l’accélération de la gravité sur Terre. Cela signifie qu’un objet lâché va accélérer de 32 pieds/s chaque seconde de sa chute, en supposant qu’il n’y a pas de résistance de l’air. À titre de comparaison, l’accélération de la gravité sur la Lune n’est que de 1,63 m/s2 en raison de sa composition et de sa plus petite taille.
L’explication de la gravité par Newton est adéquate pour la vie quotidienne. Cependant, pour comprendre les détails les plus élaborés de la gravité, il faut inclure la théorie gravitationnelle d’Einstein, qui est mathématiquement complexe.