Bonjour aux Mathématiciens.
La question que je vais poser se rapporte à la Loi de Newton qui, dans sa version de base est très simple :
F=GMm/d²
puisqu'elle se simplifie en
1/x²
si on considère la forme de ses variations et non ses valeurs scalaires. (ses fluxions dirait Newton)
Exposé des motifs.
Sur la base ci-dessus divers cas particuliers sont traités par Newton et Gauss.
(source "Les Principia" version Du Châtelet)
Cas initial : attracteur ponctuel
Le plus simple. La fonction de base donne le résultat, on trace, c'est bon .... presque.
Presque car la fonction passe à l'infini et n'est pas intégrable sur tout le domaine de la course de l'attracté.
Presque car la fonction ne change pas de signe bien que la force change de direction au centre de l'attracteur.
Mais ce sont des détails.
Cas plus intéressant :
L'attacteur n'est pas ponctuel, comme pour de vrai.
Pour simplifier, en un premier temps, Newton se concentre sur un attracteur sphérique homogène et isotrope.
Il émet une proposition que j'ai du mal à suivre (c'est du Newton, c'est expéditif) et en bref il nous dit
A l'intérieur de l'attracteur, la fonction initiale 1/x² passe à x.
en en ressortant il reprend 1/x² avec, en fait, changement de signe.
Gauss y revient et émet son théorème de la Gravitation qui établit la même étonnante mutation.
Dernier cas étudié
L'attracteur est sphérique , mais d'épaisseur nulle pour la même masse que le cas précédent.
Les conclusions sont stupéfiantes et tout le monde zappe, horrifié.
A l'intérieur la gravitation est nulle !!!
Commentaires
Les conclusions des deux cas concrets sont très étonnants et je dois avouer, j'ai bossé pour arriver à établir que c'était faux... (je suis un agressif refoulé)
Après un gros travail (j'ai refait des démarches dont j'ignorais qu'elles étaient connues) et un beau programme informatique, je suis arrivé à un premier tracé qui m'a horrifié.
J'ai mis 15 jours à m'en remettre. (j'ai tout vérifié, le résultat était probablement bon)
En effet j'ai tracé contre mon gré ce que la proposition de Newton et le théorème de Gauss énonçaient pour une sphère pleine, une courbe avec deux point d'inflexion, le premier en entrant dans l'attracteur, le second en en sortant.
Un plus sur mes prédécesseurs : changement de signe au passage au centre. (c'est peu)
Considérant que cette courbe horriblement choquante était la confirmation des affirmations des géants de la Physique, j'ai fini par considérer que la courbe était une description crédible de la loi initiale.
J'ai donc fait le tracé par la même méthode du cas de coquille vide, j'ai tracé la courbe déduisible des théorèmes de Newton et Gauss et ma courbe est conforme à leurs conclusions.
Méthode
Calcul de la sphère pleine, calcul idem de la sphère qui sera vide, déduction point à point de la future vide de la pleine, correction du résultat pour être à masses égales.
J'ai même tracé les cas intermédiaires (épaisseurs diverses de la coquille)
Le' résultat est toujours Gravité nulle dans la noix vide...
Fin des commentaires
Fin de l'exposé des motifs.
La question aux Mathématiciens du Forum.
Existe-t-il dans la littérature une formulation mathématique conventionelle unique (intégrations multiples) qui, partant de la "Loi" initiale de Newton donne une description de tous les cas d'attracteur sphérique sans acrobaties contestables, comme c'est le cas du coef étonnant du Shell_theorem, coef qui passe par miracle de 1 à l'extérieur de l'attracteur à 0 à l'intérieur mais qui ne sait traiter des intermédiaires d'une coque d'épaisseur non nulle.
J'ai une idée de sa forme mais ce n'est pas mon domaine de compétence. (si j'en ai un)
Bien entendu, il n'y a aucune obligation à exposer une réponse. Ceci est une approche heuristique de la Loi de Newton.
Précision.
La gravitation en Physique classique étant obsolette, la question ne devrait pas poser de problèmes, seul l'approche mathématique est ici pertinente.
fin de Précision
Je vous remercie d'avoir lu ma question.
Ladrix
-----