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I°) Mise en évidence de tensions alternatives :
a) Description du système solaire :
Le système solaire est constitué en son centre d'une étoile, le Soleil et de huit planètes qui se déplacent autour de lui sur des trajectoires (appelés orbites) pratiquement circulaires.
On dit que chacune de ses planètes gravitent autour du Soleil. Elles tournent toutes dans le même sens autour du Soleil (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre du point de vue d'un observateur situé au-dessus du pôle nord solaire).
Ces 8 planètes peuvent être classées en 2 catégories :
- Les planètes telluriques qui sont les planètes les plus proches du Soleil et qui possèdent une surface solide : Mercure, Vénus, Terre, Mars
- Les planètes géantes gazeuses qui sont plus éloignées du Soleil et qui ne possèdent pas de surface solide : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.
Le Soleil, lui, représente 99 % de la masse du système solaire.
Certaines planètes possèdent aussi des satellites naturels.
En astronomie un satellite est un objet naturel ou artificiel qui se déplace en orbite autour d'un autre objet.
La Terre possède un seul satellite naturel : la Lune. Mais la Terre possède aussi de nombreux satellites artificiels (de communication, d'observations, militaires, …)
Les satellites possèdent des orbites circulaires autour des planètes.
Toutes les étoiles vivent au sein d'une galaxie.
Notre galaxie s'appelle la Voie Lactée.
Des galaxies ont été observées bien au-delà de notre galaxie.
Une galaxie est constituée de centaines de milliards d'étoiles.
Au sein d'une galaxie, les étoiles s'attirent mutuellement ce qui permet à la galaxie d'exister.
II°) L'action attractive :
a) Le soleil sur les planètes :
L'action du Soleil sur les planètes est comparable à l'action d'un lanceur de marteau sur son marteau.
Le lanceur tire sur le filin pour empêcher le marteau de s'éloigner !
Le Soleil exerce comme le lanceur une attraction sur chaque planète pour la maintenir sur sa trajectoire. Les planètes, tout comme le marteau, possèdent une vitesse considérable !
Le Soleil exerce une action attractive sur tout objet céleste du système solaire.
La Lune, comme tout satellite, gravite autour de la Terre en décrivant une orbite circulaire.
C'est l'attraction de la Terre sur la Lune qui maintient la Lune sur sa trajectoire. Elle ne s'éloigne pas de la Terre et ne s'en rapproche pas non plus.
La Terre exerce une action attractive sur tout objet suffisamment proche d'elle.
Ces attractions s'appellent attraction gravitationnelle ou gravitation. La gravitation s'exerce à distance entre 2 objets qui possèdent une masse.
III°) Modélisation de la gravitation :
Une interaction est une action réciproque.
Exemple : Si j'appuie sur un mur avec mon doigt, le mur appuie aussi sur mon doigt (il se déforme) : C'est une interaction.
La gravitation gouverne tout l'univers (système solaire, étoiles, galaxie). C'est en 1687 que le physicien Isaac Newton qui énonce la loi d'attraction universelle ou loi de gravitation.
La gravitation est une interaction attractive entre deux objets qui ont une masse ; elle dépend de leur distance..
c) Propriétés de la gravitation :
On retrouve les mêmes observations pour les interactions magnétiques.
Exemples : Si on approche un aimant d'une pièce en métal, ils s'attirent mutuellement. Plus on les rapproche, plus ils s'attirent.
La gravitation est d'autant plus forte que les masses sont proches.
La gravitation est d'autant plus forte que les masses sont grandes.
La gravitation explique :
- Pourquoi la matière qui compose les planètes et les étoiles se rassemble dans une sphère au lieu de s'éparpiller dans l'espace.
- Pourquoi la trajectoire d'une comète est déviée à l'approche d'une planète.
- L'existence des galaxies et leur trajectoire.
- La Lune tourne autour de la Terre.