Sir Isaac Newton et l’astronomie

Publié le 19 janvier, 2024

Monsieur Isaac Newton

Vous savez que vous devez être spécial si vous avez deux anniversaires ! L’un de ces individus spéciaux était Sir Isaac Newton, un mathématicien et physicien anglais. Il est né le 25 décembre 1642. Non, attendez ; c’était le 4 janvier 1643. En fait, il est né aux deux dates. Et ce n’était pas dû à un quelconque réveil spirituel. C’est parce que l’Angleterre protestante utilisait le calendrier julien, tandis que le reste de l’Europe adoptait le calendrier grégorien. Euh, peu importe.

Newton était un enfant brillant qui fréquentait l’université pour étudier les mathématiques et la physique. Mais une peste ravagea l’Angleterre et les collèges fermèrent. Le pauvre Newton a donc dû rentrer chez lui et étudier à la maison. Malheureusement, il n’a pas fait grand-chose grâce à cela. Il n’a réussi qu’à faire des découvertes dans le domaine de l’optique, à inventer un domaine mathématique entièrement nouveau (celui du calcul) et à développer trois lois du mouvement qui ont changé le monde – vous savez, des trucs normaux du genre étudiant en pause..

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La première loi du mouvement de Newton

  • La première loi du mouvement de Newton stipule qu’un corps reste au repos ou continue son mouvement uniforme en ligne droite à moins d’être soumis à une force.

En réfléchissant à cela, Newton savait que quelque chose devait attirer notre Lune vers la Terre, ce qui signifie que si aucune force ne modifiait le mouvement de la Lune, elle continuerait en ligne droite et s’envolerait dans l’espace. Si nous n’avions pas de lune, cela gâcherait vraiment toute cette histoire de loup-garou.

Quoi qu’il en soit, les pensées de Newton soulignent le fait que la Lune tourne autour de notre Terre parce que la Terre l’attire par une certaine force. Newton s’est rendu compte que c’était la gravité qui était cette force.


  • La deuxième loi du mouvement de Newton stipule que la force nette, F, exercée sur un corps est égale à son accélération, a, multipliée par sa masse, m. En d’autres termes, F = ma.

La masse dans la deuxième loi du mouvement n’est pas la même chose que le poids. La masse est une mesure de la quantité de matière qui constitue un objet. Le poids d’un objet est en réalité la force que la gravité terrestre exerce sur cet objet. Flottant dans l’espace loin de la Terre, vous n’auriez aucun poids malgré la même quantité de matière que celle que vous avez actuellement sur Terre.


  • La troisième loi du mouvement de Newton dit que lorsqu’un corps exerce une force sur un deuxième corps, le deuxième corps exerce une force égale et opposée sur le premier corps.

Mais Newton s’est également rendu compte que la force entre deux corps dépend de leurs masses et de la distance qui les sépare.

À mesure que le carré de la distance entre deux objets augmente, la force de gravité diminue. Une telle relation est appelée relation de carré inverse. Par exemple, si la distance entre la Terre et la Lune doublait, la force gravitationnelle entre la Terre et la Lune diminuerait de 4, car 2 au carré est égal à 4.


Sachant ce qu’est la masse et ce qu’est une relation carrée inverse, vous pouvez résumer la loi de la gravité de Newton à l’équation affichée à l’écran.


L’équation de la loi de la gravité
Loi de l'équation de la gravité

Dans cette équation, F est la force de gravité entre deux objets, l’un de masse M et l’autre de masse m. Le petit r est la distance entre les centres de ces deux objets, et le grand G est connu comme la constante gravitationnelle. La constante gravitationnelle est un nombre qui dépend des unités que nous utilisons pour la masse, la force et la distance. La raison pour laquelle il y a un signe moins dans l’équation est que la force de gravité est attractive, ce qui signifie que peu de r a tendance à diminuer.

En résumé, la loi de la gravitation universelle de Newton stipule que la force de gravité qui attire deux objets l’un vers l’autre est directement proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance l’un par rapport à l’autre. En termes très simples, à mesure que la distance entre deux objets augmente, la force de gravité diminue et vice versa. À mesure que la masse de l’un ou des deux objets augmente, la force de gravité augmente, et vice versa.


Nous savons maintenant pourquoi la Lune ne s’envole pas dans l’espace. C’est grâce à la gravité ! Mais pourquoi la Lune ne vole-t-elle pas vers la Terre, alors, à cause de cette même gravité?

Considérez le mouvement orbital de notre lune comme une forme de chute. Lorsque la Lune tourne autour de la Terre, elle tombe ou accélère vers le centre de la Terre. Mais il voyage si vite qu’il ne peut pas toucher la Terre.

L’exemple classique du boulet de canon aidera à expliquer ce que je veux dire. Pensez à un gros canon tirant un boulet de canon depuis le sommet d’une très haute montagne sur Terre. Si vous chargez le canon avec une petite quantité de poudre, le boulet de canon n’ira pas très loin avant de retomber sur Terre. Mais si vous chargez le canon avec une tonne de poudre, le boulet de canon ira si vite qu’il ne touchera pas du tout le sol.

En effet, même si la gravité terrestre attire le boulet de canon vers le centre de la Terre, la surface de la Terre s’éloignera du boulet de canon à la même vitesse qu’elle tombe lorsqu’il se déplace très vite. Cela signifie que le boulet de canon « rate » la Terre lorsqu’il tombe vers elle en raison de sa vitesse élevée et de la courbure de la Terre elle-même.


Sir Isaac Newton était un mathématicien et physicien anglais dont les lois du mouvement sont très célèbres !

  • La première loi du mouvement de Newton stipule qu’un corps reste au repos ou continue son mouvement uniforme en ligne droite à moins d’être soumis à une force.
  • La deuxième loi du mouvement de Newton stipule que la force nette, F, exercée sur un corps est égale à son accélération, a, multipliée par sa masse, m. En d’autres termes, F = ma.

La masse dans la deuxième loi du mouvement n’est pas la même chose que le poids. La masse est une mesure de la quantité de matière qui constitue un objet.

  • La troisième loi du mouvement de Newton dit que lorsqu’un corps exerce une force sur un deuxième corps, le deuxième corps exerce une force égale et opposée sur le premier corps.

La loi de la gravitation universelle de Newton stipule que la force de gravité qui attire deux objets l’un vers l’autre est directement proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance l’un par rapport à l’autre.


Une fois que vous aurez visionné cette leçon, vous devriez être prêt à :

  • Décrire les trois lois du mouvement de Newton et sa loi de la gravitation universelle
  • Différencier la masse du poids
  • Rappelez-vous les équations de la deuxième loi de Newton et de la loi de la gravitation universelle


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