Description de l'image : Galilée démontrant la loi de la chute des corps à Don Giovanni de Medici.
Cette équation indique que la vitesse d'un objet en chute libre augmente de façon constante à un taux de 9,81 m/s². Autrement dit, après une seconde, l'objet aura une vitesse de 9,81 m/s, après deux secondes, il aura une vitesse de 19,62 m/s, et ainsi de suite. Cela signifie qu'un objet lourd et un objet léger lâchés simultanément depuis la même hauteur auront exactement la même vitesse à chaque instant pendant leur chute.
- v est la vitesse en mètres par seconde
- g est l'accélération de la gravité en mètres par seconde carrée, qui est d'environ 9,81 m/s² sur Terre
- t est le temps en secondes
Une chute libre est le mouvement, dans le vide, d'un objet uniquement soumis à la pesanteur.
En ce qui concerne la masse de l'objet, elle n'apparaît pas dans cette équation spécifique de la vitesse en chute libre.
La masse n'affecte pas la vitesse d'un objet en chute libre dans un champ gravitationnel uniforme.
"Si, dans un temps donné un certain poids parcourt un certain espace, tel autre poids pourra parcourir cet espace dans moins de temps ; et les temps seront en proportion inverse des poids. Par exemple, si un poids moitié moindre parcourt tel espace dans un certain temps, le double de ce poids parcourra le même espace dans la moitié de ce temps."
Aristote (384-322 av. J.-C.), Traité du ciel (Traduction par Jules Barthélemy Saint-Hilaire).
Personne ne contredira la parole du maître et cette affirmation restera étonnamment fausse pendant presque 2000 ans. En effet, Aristote dit que la vitesse de la chute est proportionnelle à la masse. En d'autres termes, si une enclume de 27 kg tombe en même temps qu'une balle de ping pong de 2,7 g, l'enclume tombe 10 000 fois plus vite, ce qui n'est pas ce qu'on observe !!!
Galilée (1564-1642) va avoir une idée géniale pour vérifier la loi de la chute des corps. Il va expérimenter l'énoncé d'Aristote avec un plan incliné.
La loi de Galilée sur la chute libre des corps sera énoncée pour la première fois en 1604. Cette loi est considérée comme la première loi de la physique moderne.
La loi de la chute des corps ou le principe d'équivalence de la chute libre, établit que, dans un champ gravitationnel uniforme (comme celui proche de la surface de la Terre), tous les objets, indépendamment de leur masse, tombent à la même vitesse, à condition que l'on néglige les effets de la résistance de l'air.
En d'autres termes, si vous lâchez deux objets différents depuis la même hauteur et au même instant, ils toucheront le sol en même temps, quelle que soit leur masse. La différence dans leur poids ne joue aucun rôle dans leur vitesse de chute, bien que leur force d'impact avec le sol diffère en raison de leur masse différente.
Galilée a été le premier à observer et à démontrer empiriquement cette loi. Cependant, il est important de noter que la compréhension moderne de cette loi s'est développée grâce aux travaux ultérieurs d'Isaac Newton et de la théorie de la gravité qu'il a établie. Selon la théorie de la gravité de Newton, tous les objets subissent une force gravitationnelle proportionnelle à leur masse, la fameuse formule F=m⋅a. Cependant, cette force est également compensée par la masse de l'objet, de sorte que l'accélération dûe à la gravité (a) est la même pour tous les objets dans un champ gravitationnel donné.
En résumé, dans le vide, tous les objets tombent librement avec la même accélération (g), quelle que soit leur masse. L'inertie n'affecte pas l'accélération des objets en chute libre dans un champ gravitationnel uniforme. Tous les objets, qu'ils soient légers ou lourds, sont soumis à la même accélération gravitationnelle approximativement égale à 9.81 m/s² sur la surface de la Terre.
Théorie du mur de Planck