Aldebaran a écrit :Donc les scientifiques supposent actuellement que la masse gravitationnelle et la masse inerte soient inégales ?
Lecture: (Bonne Chance
)
Le principe d'équivalence
Le principe de relativité sur lequel repose la théorie de la relativité restreinte ne s'applique qu'à des corps ou objets se déplaçant avec des vitesses constantes (ou uniformes). Ce principe n'est plus valable dans le cas de corps uniformément accélérés puisqu'alors, la vitesse croît sans cesse et n'est donc plus constante. Or, dans la nature, on observe peu ou pas de phénomènes mettant en jeu des vitesses uniformes. Notamment, toute masse est soumise à la gravitation qui a pour effet de lui appliquer une force (le poids) et donc une accélération (l'accélération de la pesanteur). Dans le cas des objets situés près de la surface terrestre, cette accélération possède la valeur de 9,81 m/s2. La limitation du principe de relativité aux seuls objets animés de vitesses uniformes n'était donc pas acceptable au regard des physiciens. Cette faiblesse de la relativité restreinte a amené Albert Einstein à tenter d'élargir le principe de relativité à des corps accélérés, donnant ainsi naissance à l'une des plus élégantes - sinon la plus élégante - des théories physiques : la théorie de la relativité générale.
Le point de départ de la relativité générale est le principe d'équivalence qui postule l'égalité entre la masse inerte et la masse gravitationnelle.
La masse gravitationnelle est celle qui intervient dans la loi de la gravitation universelle telle qu'énoncée par Isaac Newton. Elle détermine l'intensité avec laquelle un objet va être attiré par un autre objet via la force gravitationnelle. Sous l'effet du champ gravitationnel terrestre, la masse gravitationnelle est à l'origine du poids des corps. En physique il existe un autre concept de masse qui lui, est lié aux phénomènes d'inertie. L'inertie d'un objet peut être interprétée comme sa "résistance" à toute modification de l'état de son mouvement. Pour illustrer simplement la notion d'inertie, prenons deux objets très distincts : un poids lourd entièrement chargé de blocs de fonte et une balle de tennis. Il est clair qu'il est beaucoup plus facile de modifier le mouvement d'une balle de tennis (avec une raquette par exemple) que celui d'un camion, même au repos ! Plus un corps est massif, plus il est inerte (plus il résiste à la modification de son mouvement). De même, l'inertie croît avec la vitesse. Une voiture au repos peut être déplacée par une ou deux personnes. En revanche, il est impossible pour un individu d'en modifier la trajectoire lorsque celle-ci est animée d'une vitesse de 100 km/h. L'inertie est donc proportionnelle à la masse inerte et à la vitesse (p = mv).
Ces deux notions de masse - masse gravitationnelle et masse inerte - sont, on le voit, de nature totalement différente et n'ont aucune raison, a priori, d'être identiques. Pourtant, on démontre que ces masses sont équivalentes : elles sont proportionnelles. Le principe d'équivalence postule qu'elles sont égales.
Principe d'équivalence : Masseinerte = Massegravitationnelle
L'égalité de la masse gravitationnelle et de la masse inerte montre qu'il existe un lien étroit entre les phénomènes d'inertie et la gravitation. En étendant le principe d'équivalence, Albert Einstein a énoncé le principe suivant :
Un référentiel uniformément accéléré est équivalent localement à un champ gravitationnel. Il n'existe pas de moyen pour un observateur situé dans ce référentiel de faire la distinction entre les deux.
http://jac_leon.club.fr/gravitation/article-francais/f-22.htmlMasse inerte et masse grave [modifier]
Dans les modèles physiques, la masse d'un objet intervient dans deux phénomènes distincts et a priori indépendants, régissant le mouvement des objets :
la masse inertielle qui caractérise la quantité de mouvement d'un objet en déplacement (la quantité de mouvement globale de l'univers est une quantité qui se conserve).
la masse grave (ou pesante) qui mesure l'influence d'un corps sur le champ gravitationnel.
S'il n'y a aucune raison théorique connue pour que ces deux quantités soient dépendantes l'une de l'autre, tous les résultats expérimentaux indiquent qu'elles sont directement proportionnelles. Cette équivalence implique le principe de la chute des corps exposé par Galilée puis Evangelista Torricelli : la vitesse d'un corps en chute libre ne dépend pas de sa masse.
Examinons d'un peu plus près le mouvement d'un corps en chute libre dans le voisinage immédiat de la Terre. Pour les besoins du raisonnement, nous utiliserons des indices différents pour distinguer la masse inerte m i de la masse grave m g .
Le mouvement d'un corps en chute libre obéit à la deuxième loi du mouvement de Newton, qui fait intervenir la masse inerte :
F = m ia ,
où F est la résultante de toutes les forces appliquées sur le corps et a son accélération.
Or la seule force appliquée sur un corps en chute libre est son poids, c'est-à-dire la force d'attraction exercée sur le corps par la Terre. Cette force, donnée par la loi de la gravitation universelle, dépend de la masse grave de chacun des corps en présence :
F = G m gM g / R 2,
où G est une constante universelle, M g la masse de la Terre et R son rayon.
Il découle des deux équations précédentes que
m ia = G m gM g / R 2.
Isolons l'accélération :
a = (m g / m i) G M g / R 2.
En posant g = G M g / R 2, on obtient finalement
a = (m g / m i) g ,
où g représente l'intensité du champ de pesanteur au voisinage de la Terre.
Puisque toutes les expériences semblent démontrer que l'accélération en chute libre est la même pour tous les corps, le rapport m g / m i (dont dépend en fait la valeur de G) doit être une constante. L'intuition que la masse inerte et la masse grave ne représentent en fait qu'une seule et même propriété de la matière conduit à poser m i = m g .
C'est d'ailleurs cette intuition de l'équivalence entre masse inerte et masse grave qui a conduit Albert Einstein à supposer que la gravité résulte en fait de la déformation de l'espace-temps et lui a permis de formuler les lois de la relativité générale.
À notre échelle, cette équivalence semble évidente, et elle est démontrée expérimentalement à 10-12 près. Pourtant, certaines théories scientifiques comme la théorie des cordes prédisent qu'elle pourrait cesser d'être vérifiée à des échelles beaucoup plus fines.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse
Bonne lecture!
Donc, d'après la première citation, les scientifiques postulent que les deux masses sont égales.