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Chapitre 9 • Les quatre interactions fondamentales, la relativité générale
9.1.2 Deux masses différentes et pourtant égales!
Deux masses interviennent en physique :
• la masse inertielle mi qui mesure comment un corps s' oppose à un changement
de mouvement, et qui intervient dans le Principe Fondamental de la Dynamique :
F = mia.
• la masse gravitationelle m 9 qui mesure comment un corps réagit dans un champ
gravitationnel et qui intervient dans la loi de Newton (9.1) F = -G mg:~ er.
r
Il n'y a pas de raison, a priori, pour que ces deux masses soient égales. Ainsi le
mouvement d' un corps dans un champ de pesanteur g doit, en toute rigueur, s'écrire:
(9.5)
Les expériences de Galilée, d'Eütvos et de bien d'autres (utilisant essentiellement
la chute libre de masses bien calibrées ou des balances à torsion) semblent néanmoins
montrer que ces masses sont proportionnelles, et même égales :
(9.6)
à une impressionnante précision relative inférieure à 1012 .. . qui pourrait être améliorée d'un facteur 1000 dans les prochaines années grâce aux projets spatiaux STEP
et MICROSCOPE.
Par conséquent, tous les corps tombent (dans un champ de pesanteur uniforme) à
la même vitesse dans le vide :
la= g Vm 1
(9.7)
C'est cette égalité expérimentale qu'Einstein postule comme principe premier, et
qui sert de base à la relativité générale.
~
9.1.3 Un principe fondateur : le principe d'équivalence
lil
.-t
0
N
@
.......
..c
O'l
·;::::
> a.
0
u
On peut 1 'énoncer comme ceci :
Il y a équivalence complète entre un champ de gravitation uniforme et une accélération uniforme.
Ainsi, un observateur ne peut pas déterminer, par aucune expérience interne que
ce soit, si le référentiel qu'il occupe est dans un champ de gravitation uniforme ou
s'il est dans un référentiel uniformément accéléré par rapport à un référentiel inertiel.
C'est l'extension aux mouvements uniformément accélérés du principe de relativité
énoncé précédemment pour les seuls mouvements uniformes.
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Chapitre 9 • Les quatre interactions fondamentales, la relativité générale
9.1.2 Deux masses différentes et pourtant égales!
Deux masses interviennent en physique :
• la masse inertielle mi qui mesure comment un corps s' oppose à un changement
de mouvement, et qui intervient dans le Principe Fondamental de la Dynamique :
F = mia.
• la masse gravitationelle m 9 qui mesure comment un corps réagit dans un champ
gravitationnel et qui intervient dans la loi de Newton (9.1) F = -G mg:~ er.
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Il n'y a pas de raison, a priori, pour que ces deux masses soient égales. Ainsi le
mouvement d' un corps dans un champ de pesanteur g doit, en toute rigueur, s'écrire:
(9.5)
Les expériences de Galilée, d'Eütvos et de bien d'autres (utilisant essentiellement
la chute libre de masses bien calibrées ou des balances à torsion) semblent néanmoins
montrer que ces masses sont proportionnelles, et même égales :
(9.6)
à une impressionnante précision relative inférieure à 1012 .. . qui pourrait être améliorée d'un facteur 1000 dans les prochaines années grâce aux projets spatiaux STEP
et MICROSCOPE.
Par conséquent, tous les corps tombent (dans un champ de pesanteur uniforme) à
la même vitesse dans le vide :
la= g Vm 1
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C'est cette égalité expérimentale qu'Einstein postule comme principe premier, et
qui sert de base à la relativité générale.
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9.1.3 Un principe fondateur : le principe d'équivalence
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On peut 1 'énoncer comme ceci :
Il y a équivalence complète entre un champ de gravitation uniforme et une accélération uniforme.
Ainsi, un observateur ne peut pas déterminer, par aucune expérience interne que
ce soit, si le référentiel qu'il occupe est dans un champ de gravitation uniforme ou
s'il est dans un référentiel uniformément accéléré par rapport à un référentiel inertiel.
C'est l'extension aux mouvements uniformément accélérés du principe de relativité
énoncé précédemment pour les seuls mouvements uniformes.
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