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Forces et interactions : forces gravitationnelles, électriques et magnétiques

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Description

Cette séance de cours couvre les concepts de forces gravitationnelles, électriques et magnétiques, en commençant par l'expérience Cavendish pour mesurer la masse de la Terre. Il compare ensuite les forces gravitationnelles et électriques, en discutant des forces exercées par les charges et les forces à distance. La séance de cours explique également les forces de contact, en se concentrant sur le comportement des objets près de la surface de la Terre et l'interaction entre les charges. Il se termine par une explication détaillée des forces exercées par un ressort, y compris sa longueur naturelle et sa rigidité. Tout au long de la séance de cours, divers exemples et comparaisons sont fournis pour illustrer les différents types de forces.

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Concepts associés (32)

Onde gravitationnelle

En physique, une onde gravitationnelle, appelée parfois onde de gravitation, est une oscillation de la courbure de l'espace-temps qui se propage à grande distance de son point de formation. Albert Einstein a prédit l'existence des ondes gravitationnelles en : selon sa théorie de la relativité générale qu’il venait de publier, de même que les ondes électromagnétiques (lumière, ondes radio, rayons X, etc.) sont produites par les particules chargées accélérées, les ondes gravitationnelles seraient produites par des masses accélérées et se propageraient à la vitesse de la lumière dans le vide.

Gravitation

La gravitation, l'une des quatre interactions fondamentales qui régissent l'Univers, est l' physique responsable de l'attraction des corps massifs. Elle se manifeste notamment par l'attraction terrestre qui nous retient au sol, la gravité, qui est responsable de plusieurs manifestations naturelles; les marées, l'orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples. D'une manière plus générale, la structure à grande échelle de l'Univers est déterminée par la gravitation.

Champ gravitationnel

En physique classique, le champ gravitationnel ou champ de gravitation est un champ réparti dans l'espace et dû à la présence d'une masse susceptible d'exercer une influence gravitationnelle sur tout autre corps présent à proximité (immédiate ou pas). L'introduction de cette grandeur permet de s'affranchir du problème de la médiation de l'action à distance apparaissant dans l'expression de la force de gravitation universelle.

Décalage d'Einstein

Le décalage vers le rouge gravitationnel, dit décalage d'Einstein, est un effet prédit par les équations d'Albert Einstein de la relativité générale. D'après cette théorie, une fréquence produite dans un champ de gravitation est vue décalée vers le rouge (c'est-à-dire diminuée) quand elle est observée depuis un lieu où la gravitation est moindre. La cause de ce décalage des fréquences est dans la dilatation du temps créée par la gravitation. Mais une autre explication peut être fournie par la contraction des longueurs due à la gravitation, appliquée aux longueurs d'onde.

Observatoire d'ondes gravitationnelles

En astronomie, un observatoire d'ondes gravitationnelles (on parle aussi de détecteur d'ondes gravitationnelles) est un système destiné à détecter et mesurer les ondes gravitationnelles. Un moyen relativement simple d'observer ces ondes est connu sous le nom de barre de Weber : sous l'effet d'une onde gravitationnelle, l'espace-temps se déforme très légèrement. Ainsi, un objet est également déformé - on peut alors déduire l'intensité et la provenance de l'onde.

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Relativité spéciale et générale

Introduit la relativité spéciale et générale, les équations d'Einstein et la dynamique gravitationnelle.

Métrique isotrope statique

Explore les propriétés métriques isotropes statiques et les équations en physique, en se concentrant sur le comportement en dehors du champ gravitationnel.

Équations de champ gravitationnelles

Couvre la formulation des équations de champ gravitationnel et le mouvement des particules dans les champs gravitationnels.

Magnétostatique: relation B / E et potentiel vectoriel

Discute du champ magnétique induit par une charge en mouvement et du potentiel vectoriel d'un champ magnétique, ainsi que des équations de Maxwell et des équations de Poisson.

Bien gravitationnel : développement MOOC: Conception et exploitation de missions spatiales

Explique le concept de puits gravitationnel et compare les puits gravitationnels de la Terre et de la Lune.

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