Bonjour à tous
J'ai été sollicité par un voisin pour lui expliquer les "ordres de grandeurs" en physique ... en gros, manipuler les unités et les puissances de 10
A titre d'exercice, je lui ai proposer de prendre un peu d'avance sur ces cours en travaillant sur le thème de la gravitation,
Pour être juste , les valeurs des grandeurs considérées devront toutes être converties en unités du Système Internationales (SI),
les unités utilisées ici seront
Force : [N] > Newton
Masse : [kg] > kilogramme
longueur : [m] > mètre
Temps : [s] > seconde
Dans les faibles champs de gravitation et à des petits niveaux de vitesse, le modèle de Newton est une excellente approximation.
L'intensité des actions mutuelles dues à la gravitation entre les centres de gravité de 2 corps est :
(1) F = G (m1 x m2) / r²
où :
F, intensité de l'actions - [N]
G, constante de gravitation universelle , = 6,67 x 10^-11 [m3.kg-1.s-2]
m1 et m2 les masses respectives des 2 corps [kg]
r, la distance entre les 2 corps [m]
Je rentre la formule dans Excel pour valider les calculs manuels. En guise de vérification, je recalcule la valeur de "pesanteur" g [m.s-2] qui faut multiplier à la masse d'un corps pour obtenir la qu'il applique sur la table sur laquelle il est posé.
Les données nécessaires sont:
- G
- masse de la Terre mt = m1 = 5,972x10^24 [kg]
- rayon de la Terre = 6375 [km] soit 6375 x 10^3 [m]
Ces valeurs sont considérées comme constantes, et je les renseigne dans Excel et en "normalisant" en prenant m2 = 1 [kg]
résultat = 9,80 conforme à la valeur "officielle" g = 9,81 [m.s-2]
Ma formule vérifiée, je décide de nous entrainer avec 3 affirmations utilisées pour donner une idée de l'action de la Lune sur un humain sur terre
Source C&E, hors série "Fake news dans le ciel", page 35 :
A1 – L'action de la Lune est inférieure à celle du poids d'un moustique posée sur la main
A2 – ----------------------------équivalente à 1 petit pois à 50 cm au dessus de la tête
et une autre entendue ou lue,
A3 - ----------------------------inférieure à celles qui s'exerce entre 2 personnes qui se parlent,
Premier calcul : quel est l'intensité de l'action de la Lune sur un homme à la surface de la Terre
Données
Masse de la Lune : ml = 7,6 x 10^22 [kg]
Masse du bonhomme : 75 [kg]
Distance Lune : 384400 [km] en moyenne de centre à centre
Distance Lune / bonhomme = distance Terre Lune – rayon Terre = 378000 [km] = 378 x 10^6 [m]
Je lance le calcul : Action de la Lune / Homme = 0,0027 [N] soit 2,7 x 10^-3 [N]
Soit en divisant par g calculé plus haut l'équivalent d'une masse de 0,00026 [kg]
Vérifions immédiatement A1 :
Google nous dit : la masse d'un moustique qui a bouffé est d'en moyenne 7 [mg] soit 0,000007 [kg]
2 Remarques s'imposent :
- Comment une créature aussi insignifiante peut te niquer une nuit de sommeil?!
- Surtout,
l'affirmation A1 est fausse d'un facteur 37 !
Passons à l'affirmation A2 interaction entre 2 personnes qui se parlent...
Données
m1 = m2 = 75 [kg]
distance 1,5 m
Calcul : F = 1,67 x 10^-7 [N]
Donc l'affirmation A2 est fausse d'un facteur 16192!!!
On va difficilement se rattraper sur A3, intensité de l'action du petit pois au dessus de la tête
Google > Masse du petit pois : 0,6 [g] soit 6 x 10^-4 [kg]
Masse du bonhomme : 75 [kg]
Distance entre centres de gravité environ 1 [m]
Résultat : attraction mutuelle homme / petit pois : F = 3 x 10^-12 [N]
Comparé à l'action Lune/Homme
l'affirmation A3 est fausse d'un facteur 10^9 soit 1 000 000 000 !!!!
OMG, C'est quoi ce bordel
Solution 1 : mes hypothèses, ma méthode et mes calculs sont nazes
Solution 2 : faut bruler C&E