9.81

le 09 septembre 2012 par Arnaldo, Catégorie : SCIENCES [ 1 commentaire ]

 

L'accélaration de l'apesanteur n'est pas constante sur terre.

 

 

Depuis les expériences de Galilée, on observe que dans un lieu donné tous les corps libres chutent en subissant la même accélération verticale. Ce phénomène est appelé pesanteur et est dû à la gravitation. À la surface de la terre, l'accélération de la pesanteur vaut approximativement 9,81 m s-2.

Rappel :

Un objet de masse m dans un lieu où l'accélération de la pesanteur vaut g, apparaît soumit à une force verticale, appelée poids de l'objet : P = mg.

En 1903, on a défini le kilogramme-force comme unité de mesure force. C'était le poids d'une masse de 1 kilogramme en un lieu où l'accélération de la gravité valait gn = 9,80665 m s-2, l’accélération de la gravité standard.

Le kilogramme-force est une unité obsolète, valant par définition 9,80665 Newton.

La Terre n'étant pas un astre sphérique isolé formé de couches homogènes, la pesanteur varie en fonction du lieu. La valeur de g = 9,81 n'est qu'approximative, entre autres du fait que la Terre n'est pas parfaitement sphérique et son rayon varie donc en fonction de la latitude, et de l'existence de forces axifuges. Ici on considère le rayon moyen de la Terre, qui vaut 6371 km.

  1. La variation la plus évidente est la variation due à l'altitude h. Pour une variation de h petite devant R, la variation relative de l'accélération de la pesanteur vaut − 2Δh / R, soit -3×10-7 par mètre à la surface de la terre.
  2. À cause de l'aplatissement de la Terre, la pesanteur varie notablement avec la latitude (0,5% d'écart entre l'équateur et les pôles). La non-sphéricité induit des perturbations des orbites des satellites, dont l'observation précise à quelques centimètres près par le système d'orbitographie DORIS fournit, par " calcul inverse ", de précieuses indications sur les écarts par rapport à la forme sphérique.
  3. Les écarts de densité du sous-sol entrainent des variations locales de la pesanteur.
  4. Correction de rotation terrestre. Cette correction est due à la rotation quotidienne de la Terre, qui n'est donc pas un référentiel galiléen. Ce défaut est pris en compte pour un solide au repos par l'ajout à la pesanteur d'une accélération d’entraînement axifuge, dirigée perpendiculairement à l'axe de rotation terrestre, d'expression \vec{a}_{ie} = \left (\frac{2 \pi}{T}\right )^2d \ \vec{u}_r avec T = 86164 s et d la distance entre l'objet et l'axe de rotation terrestre.
  5. Correction des forces de marée, notamment dues à la Lune et au Soleil. Cette correction varie au cours de la journée. Elle est de l'ordre de 2×10-7 à la latitude de 45° soit 0.000002

Il est important de noter que même ainsi corrigée, l'accélération de la pesanteur ne suffit pas pour décrire le mouvement de la chute des corps à la surface de la terre.

  1. Le frottement de l'air doit être pris en compte. C'est lui qui fait qu'une petite boule tombe "moins vite" qu'une grosse.
  2. La poussée d'Archimède. Si un objet n'est pas pesé sous vide, il faut ajouter à son poids mesuré le poids du volume d'air déplacé. Sans cette correction, un kilogramme de plume pèse un peu moins qu'un kilogramme de plomb.
  3. Si l'objet n'est pas immobile par rapport au référentiel terrestre en rotation, il faut prendre en compte l'accélération de Coriolis.

à voir aussi :

 

« Nomina si nescis, perit et cognitio rerum.
Si l'on ignore le nom des choses, on en perd aussi la connaissance. »

— Citation de Linné en 1755.

1 commentaire

jeudi 04 octobre 2012 à 11:59 livre photo de qualité a dit : #1

la photographie est délirante mdr !

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