Questions aux experts
Ciel, Terre, Univers
La rotation de la Terre modifie-t-elle le poids d'un objet ?
La pesanteur est une force qui entraîne les corps vers le centre de la Terre. La masse et la distance d'un corps sont-ils les deux éléments qui expliquent la pesanteur ou doit-on introduire la vitesse de rotation de la Terre?
On sait que certains manèges utilisent leur vitesse de rotation pour bloquer des personnes à leur place... Les élèves font-ils un parallèle légitime?
Vous souhaitez aborder ce sujet avec vos élèves ?
Consultez nos ressources pour la classe !
Le parallèle est tout à fait légitime, même si les deux forces sont a priori différentes, puisque la gravitation est une force physique attractive, provoquée par la masse, et la vitesse de rotation est responsable de la force centrifuge, qui est un cas particulier des forces d'inertie.
Elles partagent cependant toutes les deux une caractéristique fondamentale: elles sont toutes deux proportionnelles à la masse du corps sur lesquelles elles s'exercent, ce qui fait que l'accélération = force/masse est la même pour tous les corps. Ainsi si on néglige l'influence de l'atmosphère (sur la Lune par exemple) tous les corps tombent à la même vitesse. De même en l'absence de frottements, tous les corps lâchés sur un manège auront le même mouvement.
La rotation de la Terre a donc un effet réel (et mesurable) sur le "poids" des corps, en s'opposant à la gravitation terrestre, mais en conservant la même relation de proportionnalité avec la masse : elle conduit à modifier le "poids" apparent. C'est un des effets qui fait que le poids est un peu plus faible à l'équateur qu'aux pôles (l'autre effet étant l'aplatissement de la Terre qui joue dans le même sens, et à peu près avec la même grandeur). Ainsi il est plus avantageux de lancer des fusées de l'équateur, d'ou le choix de Kourou! (environ 0,5 % de moins qu'aux pôles).
N.B. le parallèle entre forces d'inertie et gravitation est fondamental, car c'est lui qui a conduit Einstein à la théorie moderne de la gravitation: la Relativité Générale...