Contenu
- La force de gravité
- L'effet du mouvement perpendiculaire
- Force centripète
- Orbites circulaires et non circulaires
Dans le monde de tous les jours, la gravité est la force qui fait tomber les objets. En astronomie, la gravité est également la force qui fait que les planètes se déplacent sur des orbites presque circulaires autour des étoiles. À première vue, il n’est pas évident de savoir comment une même force peut donner lieu à des comportements apparemment si différents. Pour comprendre pourquoi, il est nécessaire de comprendre comment une force externe affecte un objet en mouvement.
La force de gravité
La gravité est une force qui agit entre deux objets quelconques. Si un objet est significativement plus massif que l'autre, alors la gravité attirera l'objet le moins massif vers le plus massif. Une planète, par exemple, subira une force la tirant vers une étoile. Dans le cas hypothétique où les deux objets sont initialement stationnaires l'un par rapport à l'autre, la planète commencera à se déplacer dans la direction de l'étoile. En d'autres termes, il tombera vers l'étoile, comme le suggère l'expérience quotidienne de la gravité.
L'effet du mouvement perpendiculaire
Pour comprendre le mouvement orbital, il est essentiel de comprendre qu’une planète n’est jamais immobile par rapport à son étoile mais qu’elle se déplace à grande vitesse. Par exemple, la Terre parcourt environ 108 000 kilomètres à l'heure en orbite autour du soleil. La direction de ce mouvement est essentiellement perpendiculaire à la direction de la gravité, qui agit le long d’une ligne allant de la planète au soleil. Tandis que la gravité tire la planète vers l'étoile, sa grande vitesse perpendiculaire la transporte latéralement autour de l'étoile. Le résultat est une orbite.
Force centripète
En physique, tout type de mouvement circulaire peut être décrit en termes de force centripète - une force qui agit vers le centre. Dans le cas d'une orbite, cette force est fournie par la gravité. Un exemple plus familier est un objet tournoyant au bout d'un bout de ficelle. Dans ce cas, la force centripète provient de la corde elle-même. L'objet est tiré vers le centre, mais sa vitesse perpendiculaire le maintient en mouvement. En termes de physique de base, la situation n’est pas différente de celle d’une planète en orbite autour d’une étoile.
Orbites circulaires et non circulaires
La plupart des planètes se déplacent sur des orbites approximativement circulaires, en conséquence de la manière dont les systèmes planétaires sont formés. La caractéristique essentielle d'une orbite circulaire est que la direction du mouvement est toujours perpendiculaire à la ligne reliant la planète à l'étoile centrale. Cela ne doit pas être le cas, cependant. Les comètes, par exemple, se déplacent souvent sur des orbites non circulaires fortement allongées. De telles orbites peuvent encore être expliquées par la gravité, bien que la théorie soit plus compliquée que pour les orbites circulaires.