Phénomène d'attraction mutuelle entre les corps
matériels, dépendant de leur masse et du carré de leur distance. Cette
interaction est inhérente aux masses de ces corps. Le terme de gravité est
parfois utilisé comme synonyme. Cependant, il ne se réfère précisément qu'à la
force d'interaction gravitationnelle entre la Terre et les corps placés à
proximité. Dans ce cas, on parle également de pesanteur.
La
gravitation est l'une des quatre forces d'interaction
fondamentales de la matière; les autres sont les interactions nucléaires
fortes et faibles, et la force d'interaction électromagnétique. Les tentatives
d'unification de ces
forces dans une seule théorie n'ont pas encore abouti. Il en va de même pour
les tentatives de détection des ondes gravitationnelles, dont l'existence est
suggérée par la théorie de la
relativité. Ces ondes pourraient être observées en perturbant le champ
gravitationnel d'un corps très massif de l'Univers.
La loi de la
gravitation, formulée pour la première fois en 1684 par le physicien anglais
sir Isaac Newton, stipule que l'attraction gravitationnelle entre deux
corps est directement proportionnelle au produit des masses des deux corps, et
inversement proportionnelle au carré de la distance les séparant. La loi
s'exprime sous forme algébrique:
F = G.(m1.m2)/d²
Où F représente la force de gravitation, m1 et m2 les masses respectives des deux corps, d la distance entre les corps et G, la constante gravitationnelle. La valeur de cette constante a été mesurée pour la première fois par le physicien britannique Henry Cavendish, en 1798, avec une balance de torsion. La meilleure valeur actuelle pour cette constante est 6,67.10-11N.m2.kg-2. Ainsi, si on considère deux corps sphériques de 1kg, séparés d'1m (distance mesurée entre les deux centres), la force de gravitation s'exerçant entre ces deux corps est de 6,67.10-11N. Cette force est très faible: elle est égale au poids, mesuré à la surface terrestre, d'un objet ayant une masse d'environ (1/150).10-9kg.
Effet de la rotation de la Terre
La force de gravité
s'exerçant sur un objet n'est pas identique sur toute la surface de la Terre.
C'est principalement la rotation de la Terre qui explique ce phénomène. La force de gravité mesurée est une combinaisonde la force gravitationnelle due à l'attraction
de la Terre et de la force centrifuge due à sa
rotation. À l'équateur, la force centrifuge est importante, ce qui diminue
relativement la force gravitationnelle mesurée. En revanche, la force
centrifuge aux pôles est nulle, ce qui augmente relativement la force
gravitationnelle. Ce qu'on appelle couramment la "force de gravité" est donc
en fait une combinaison de forces.
Accélération et pesanteur
La gravité, ou
pesanteur, est ordinairement mesurée par l'accélération d'un objet en
chute libre, à la surface de la Terre. À l'équateur, l'accélération de la
pesanteur, notée g, est de 9,7799 m.s-2, alors qu'aux pôles cette accélération
est supérieure à 9,83 m.s-2. Dans les calculs, on utilise la valeur normalisée
de 9,80665 m.s-2.