Si vous tombez en chute libre, vous ne ´sentez’ plus votre poids.
La masse inerte et la masse grave font appel à des concepts différents …
La masse inerte permet de mesurer la résistance qu'oppose un corps à toute force externe et ce, quelle que soit la nature de cette force.
→ Le "principe d'inertie" énonce que lorsqu'un corps massique n'est soumis à aucune force (ou à des forces qui se compensent) alors il garde sa vitesse et sa trajectoire. A contrario, si le corps est soumis à une force externe, alors son accélération est d’autant plus forte que sa masse inertielle est faible.
De son coté, la masse grave détermine l'intensité de la force de gravitation, et uniquement de gravitation. En d'autres termes, elle détermine la force avec laquelle un objet attire ou est attiré par, un autre objet. Si un objet est deux fois plus massif, la gravitation est deux fois plus forte.
Etienne Parizot définit les masses grave et inerte, avant d'aborder le principe d'équivalence
En partant du principe d'équivalence, Einstein postule qu'être en chute libre (ou être dans un champ de gravitation), c’est pareil qu'être immobile dans un référentiel inertiel.
Ce qui est gravitationnel dans un cas, est inertiel dans l’autre cas.
✔️ Lorsque vous chutez, vous n’êtes soumis à aucune force externe, la chute est tout simplement due à votre poids. Lors d’une chute libre, vous ne sentez pas votre poids ou dit autrement vous êtes en situation d’impesanteur, vous n’avez pas conscience de votre masse, en l’occurrence gravitationnelle.
⌖ Un référentiel en chute libre, annule la gravitation*. Dans un ascenseur en chute libre, vous n'avez aucun moyen de savoir que vous tombez. Par rapport à vous, un objet sans vitesse initiale, reste immobile et un objet ayant une vitesse initiale conserve un mouvement rectiligne uniforme.
Etienne Parizot et le principe d'équivalence
🏋️♀️ En définitive, vous ne sentez votre poids que lorsque vous êtes en contact avec le sol. En réaction à votre poids, le sol exerce une force normale qui vous fait prendre conscience de votre masse gravitationnelle, masse que l’on peut aussi assimiler à une masse inertielle car la force de réaction est externe. Vous subissez une accélération, même si on devrait plutôt dire une décélération, le sol vous empêche de chuter.
Einstein énonce ainsi une équivalence entre gravitation et accélération, ce qui rend équivalentes la masse grave et la masse inerte d'un corps massique. Quelles que soient les circonstances, le rapport entre ces deux masses reste constant.
👀 A ce jour, aucune observation n'est venue contre-dire ce principe, même si on continue à faire des expériences.
🔨 On peut parler de "la masse" d'un objet sans pour autant préciser si on parle de sa masse gravitationnelle ou sa masse inertielle bien que, comme nous venons de le voir, les 2 notions soient fondamentalement différentes.
* Tout du moins localement. Imaginons faire l'expérience en Arctique pour ensuite la faire en Antarctique … localement, dans les deux cas l'ascenseur chute vers le centre de la terre, mais à l'échelle de la terre, les conditions et les trajectoires ne sont plus comparativement les mêmes.
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