Un objet qui tombe dans le vide est soumis à une seule force extérieure, la force gravitationnelle, exprimée par le poids de l’objet. L’équation du poids définit le poids W comme étant égal à la masse de l’objet m multipliée par l’accélération gravitationnelleg:
W = m * g
la valeur de g est de 9,8 mètres par seconde carrée à la surface de la terre. L’accélération gravitationnelle g diminue avec le carré de la distance au centre de la terre. Mais pour de nombreux problèmes pratiques, nous pouvons supposer que ce facteur est une constante. Un objet qui se déplace en raison de l’action de la gravité seule est dit en chute libre.Si l’objet tombe à travers l’atmosphère, il y a une force de traînée supplémentaire qui agit sur l’objet et la physique impliquée dans le mouvement de l’objet est plus complexe.
Le mouvement de tout objet en mouvement est décrit par la deuxième loi du mouvement de Newton, la force Fequals masse m fois l’accélération a :
F = m * a
Nous pouvons faire un peu d’algèbre et résoudre l’accélération de l’objet en fonction de la force extérieure nette et de la masse de l’objet :
a = F / m
Pour un objet en chute libre, la force extérieure nette est juste le poids de l’objet :
F = W
Substituer dans l’équation de la seconde loi donne :
a = W / m = (m * g) / m = g
L’accélération de l’objet est égale à l’accélération gravitationnelle. La masse, la taille et la forme de l’objet ne sont pas un facteur pour décrire le mouvement de l’objet.Ainsi, tous les objets, quelle que soit leur taille, leur forme ou leur poids, tombent en chute libre avec la même accélération. Dans le vide, un ballon de plage tombe à la même vitesse qu’un avion de ligne. Connaissant l’accélération, nous pouvons déterminer la vitesse et l’emplacement de tout objet en chute libre à tout moment.
La remarquable observation selon laquelle tous les objets en chute libre tombent avec la même accélération a été proposée pour la première fois parGalileo Galilei il y a près de 400 ans. Galilée a mené des expériences en utilisant une balle sur un plan incliné pour déterminer la relation entre le temps et la distance parcourue. Il a découvert que la distance dépendait du carré du temps et que la vitesse augmentait au fur et à mesure que la balle descendait le plan incliné. La relation était la même quelle que soit la masse de la balle utilisée dans l’expérience. L’expérience a été réussie parce qu’il a utilisé une balle pour l’objet qui tombe et que la friction entre la balle et le plan était beaucoup plus faible que la force gravitationnelle. Il a également utilisé une pente très douce, de sorte que la vitesse était faible et que la résistance de la balle était très faible par rapport à la force gravitationnelle. (L’histoire selon laquelle Galilée a démontré ses découvertes en laissant tomber deux boulets de canon de la tour penchée de Pise n’est qu’une légende).
Activités :
Visites guidées
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Chute d’objets : 
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