Hello,
Je me présente, Teddy, 30 ans, juriste en propriété intellectuelle, donc absolument pas physicien, mais passionné dudit sujet tout de même !
J’aurais aimé avoir votre avis sur ce qui suit :
Il m’a été enseigné que deux objets de masses différentes subissaient la même accélération lors d'une chute libre dans un champ de pesanteur uniforme (dans le vide ou en négligeant notamment les frottements de l'air). En effet, en prenant l'exemple de la Terre, le champ de pesanteur terrestre « g » (9.81 N/kg) octroyant à l'objet en chute libre son accélération de 9.81m/s2, ne dépend pas de la masse dudit objet (que nous appellerons « m ») mais se calcule par la formule g = G (constante gravitationnelle) XM (masse Terre) / R2 (rayon Terre).
En faisant les calculs avec M = 5.9736..10e24 kgs et R=6378.10e3 m, on retrouve effectivement une accélération de 9.81m/s2.
Jusqu’à là on serait donc tentés de valider l’hypothèse - et l’observation également - selon laquelle deux masses m1 et m2 de valeurs différentes subiront, dans le champ de pesanteur uniforme terrestre et en omettant de nombreux facteurs (frottement de l’air, poussée d’Archimède, force de Coriolis, topographie terrestre….) la même accélération de 9.81m/s2.
Or, et même si cette valeur est extrêmement faible, tout objet génère lui aussi un champ de pesanteur, et consécutivement une accélération uniforme des objets massifs qui l’entourent. Ainsi, même si la masse de la terre M est la cause quasi exclusive de l’accélération des masses m1 et m2 dans son champ de pesanteur, les masses m1 et m2, qui génèrent également chacune leur propre champ de pesanteur (certes ridiculement faible mais là tout de même) « attirent » également la Terre (M) vers eux, et confèrent ainsi à M une (minuscule) accélération.
Ainsi, lorsque l’on fait les calculs avec la même formule, on trouve, par exemple :
- qu’un homme d’une masse de80 kgs (certes ne se présentant pas sous le forme d’une sphère, mais auquel nous donnerons un rayon de 0.5m, qui bien qu’arbitraire, reste significatif et proche de l’observation anatomique) génère un champ de pesanteur de 21.3e10-9 N/kgs ou encore une accélération de 21.3 nanomètres/s2
-qu’un ballon sauteur de 1kgs (j’ai pris cet exemple afin de conserver le même rayon de 0.5m) génère un champ de pesanteur de 2.9e10-9N/kgs ou encore une accélération de 2.9 nanomètres/s2
Certes ces forces et les accélérations en résultants exercées par m1 et m2 sur M sont ridicules au regard de la réciproque, mais - demeurant de très nombreux ordres de grandeur au-dessus de la constante de Planck qui délimite le quantum d’action minimal - elle ne sont pas simplement des chimères mathématiques, mais ont un impact physique bien réel.
En conclusion, quand bien même l’observation du différentiel d’accélération de la chute libre simultanée dans le vide d’un homme de 80kgs et d’un ballon sauteur de 1kgs dans un champ de pesanteur uniforme requérait un matériel de très haute précision (pour une courte chute libre, disons d’une minute ; une chute libre d’une durée de trois ordre de grandeur supplémentaires pouvant elle être observée à l’œil nu car donnant un différentiel de vitesse de chute de l’ordre du millimètre/seconde), il n’en demeurerait pas moins que cette homme et ce ballon ne chuteraient pas à la même vitesse, car accélérant pour l’homme à 9.81 m/s2 + 21.3 nm/s2 et pour la boule à 9.81
m/s2 + 2.9 nm/s2
Ce raisonnement est-il juste ?
Merci
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