La loi de Galilée sur la chute libre des corps est considérée comme la première loi de la physique moderne. Son éponyme est Galilée ( 1564 - 1642 ) qui l'a découverte et l'a énoncée pour la première fois en 1604.
Galileo Galilei, dit Galilée.
Galilée et les expériences de la pensée
Peu avant 1600, Galilée montre par un raisonnement mathématique que si l'action du milieu (c'est-à-dire de l'atmosphère) est négligeable, alors un objet chutant sans avoir subi d'impulsion au départ aura une vitesse proportionnelle à la durée de la chute 2. De Motu.
Conclure en précisant qui, d'Aristote ou de Galilée, a raison. Galilée a mené la démarche expérimentale et précisé le principe d'inertie et Newton en a fait la première de ses trois lois. Tant que le corps ne subit pas de force, il persévère donc dans ce mouvement.
Pour Aristote, la chute des corps dans l'air est un phénomène analogue qu'il explique en ayant recours aux quatre éléments d'Empédocle. Ces éléments sont, du plus léger au plus lourd, le feu, l'air, l'eau et la terre. Ces quatre éléments sont présents dans chaque corps mais en proportions différentes.
Le célèbre savant italien avait imaginé une expérience pour savoir si deux corps de nature différente tombent du haut d'une tour à la même vitesse. La réponse est oui: le plomb tombe aussi vite que la plume, sous réserve d'être dans le vide ou de négliger les frottements.
V = gt est l'équation utilisée pour calculer la vitesse durant la chute libre. Dans cette équation, « V » correspond à la vitesse de chute en mètres par seconde, « g » à l'accélération gravitationnelle en mètres par seconde au carré et « t » au temps de chute en seconde.
Le principe d'inertie est la première des trois lois de Newton. Il dit que tout objet placé dans un référentiel galiléen et soumis à des forces nulles ou qui se compensent est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme.
C'est Galilée, qui sur ce point précis, réfuta Aristote.
L'attraction générée par la Terre sur une masse lourde est plus intense que celle générée sur une masse légère. Mais la mise en mouvement d'une masse lourde demande aussi plus d'énergie : c'est l'inertie. Or, lors d'une chute, attraction et inertie se compensent parfaitement et la vitesse est toujours la même.
La vitesse de la chute libre varie en fonction du poids, de la hauteur du saut et de la position, mais elle se situe généralement aux alentours des 200 km/h !
Sans la force de gravité de la Terre, la Lune se contenterait de flotter dans l'espace. Le mouvement permanent de la Lune conjugué à sa distance de la Terre lui permet d'être en équilibre parfait entre chute et flottement. Si son mouvement était plus lent, elle tomberait sur Terre.
La gravité agit sur tout les corps. Ce qui fait que la Lune ne tombe pas, c'est qu'elle a une vitesse propre qui est suffisante pour se déplacer avant de s'écraser sur la Terre.
La chute libre est le mouvement vertical effectué par un objet lorsqu'il ne subit que l'effet de la force gravitationnelle. Si on néglige le frottement de l'air, un objet qui effectue un mouvement de chute libre subit toujours une accélération de 9,8m/s2 9 , 8 m/s 2 orientée vers le sol.
On lit parfois qu'en relativité, la masse augmente avec la vitesse. La masse est un invariant, elle n'augmente pas avec la vitesse.
Comme l'objet n'a pas de vitesse initialement, il reste immobile. Une fois lâché, l'objet est en chute libre puisqu'il n'est soumis qu'à son poids. Cette force ne peut pas être compensée, le principe d'inertie n'est pas vérifié, l'objet n'est pas immobile, son mouvement n'est pas rectiligne uniforme.
Pour Platon, loin d'être un simple moment de cette histoire, Socrate est le philosophe incarné, la pensée qui n'oublie ni ne trahit jamais ses propres exigences et qui suffit à conférer forme, unité et valeur à une vie qui sans elle ne serait qu'un chaos de contradictions et de péripéties.
Platon veut s'élever au-dessus de la réalité et accéder à la Vérité par la réminiscence ; Aristote recherche une adéquation à la réalité à établir grâce aux lois logiques. Pour le premier les principes précèdent les faits, pour le second c'est l'inverse, les faits passent avant les principes.
Quelle que soit l'incertitude qui règne sur l'évolution de la pensée d'Aristote, on a tout lieu de croire qu'élevé dans l'école platonicienne il a d'abord eu le souci de préciser les raisons philosophiques de sa rupture avec elle.
Mais en définitive, c'est Isaac Newton (1642-1727) qui, dans ses Principia (1687), énonça clairement le principe d'inertie que nous connaissons (première loi de Newton) : « Tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme, sauf si des forces « imprimées » le contraignent d'en changer. »
Les 3 lois de Newton : dynamique, inertie et actions réciproques.
Un corps ou un système a de l'inertie lorsqu'il maintient indéfiniment et de manière invariable son mouvement. On retrouve ce concept dans la première loi de Newton, appelée aussi "le principe d'inertie".
En langage mathématique moderne, cette loi est résumée dans l'équation du mouvement de la chute libre d'un corps : d = 1/2g x t2, où d représente la distance parcourue, t la durée de la chute, et g correspond à l'accélération gravitationnelle exercée par la Terre sur tous les objets à sa surface et vaut 9,81 m/s. »
d=v^2/2a (avec "d" la distance en mètres, "v" la vitesse en mètres par seconde et a la décélération en "mètres par seconde carrée").
Sans vitesse initiale
Il est évident que, si on lâche un objet (sans le pousser ou le jeter), il tombe verticalement ! De plus, comme a = g, l'accélération est constante, le mouvement est donc uniformément accéléré.