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METEO FRANCE - accélération de la pesanteur

Niveau d'explication :

L'accélération de la pesanteur en un point donné de l'espace entourant la Terre est l'accélération prise en ce point par un corps matériel qui chute sous la seule action de son propre poids. Plus précisément, notre planète exerce une force d'attraction sur tout corps matériel qui se trouve suffisamment proche de son centre O pour tomber dans son champ de gravitation (cf. fig. ) ; outre cette force de gravité , dirigée vers O, un corps matériel observé depuis la Terre est soumis à une force centrifuge due à la rotation du globe autour de l'axe des pôles et dirigée perpendiculairement à cet axe : et bien que cette autre force reste faible par rapport à la force de gravité, elle est suffisante pour que la combinaison des deux forces, qui est le poids du corps matériel considéré et qui a pour direction la verticale au centre A de ce corps, ne soit généralement plus dirigée exactement vers O. Or, le poids d'un corps matériel, étant une force, tend à lui imprimer une accélération qui, en chaque point A de la surface terrestre ou de l' atmosphère (déterminé par sa latitude, sa longitude et son altitude), garde une direction donnée — la verticale en A — et une valeur numérique donnée : c'est cette valeur que l'on appelle l'accélération de la pesanteur en A et que l'on désigne par g . Le nombre g , comme toute accélération, s'exprime en mètres par seconde carrée (un mobile se déplaçant en ligne droite avec une accélération de 1 mètre par seconde carrée voit sa vitesse s'accroître de 1 m.s - 1 chaque seconde). La valeur moyenne de g au niveau moyen de la mer est égale à 9,806 65 mètres par seconde carrée — chiffre que l'on arrondit généralement à 9,81 mètres par seconde carrée — , mais il est important de remarquer que l'accélération de la pesanteur prend des valeurs décroissantes quand l'altitude s'élève (à latitude et longitude données) et des valeurs croissantes quand augmente la latitude (à longitude et altitude données) et qu'elle varie en outre avec la nature et la proximité des grandes masses solides formant le substrat terrestre : ainsi, la valeur de g à l'altitude zéro croît de 9,78 à 9,83 mètres par seconde carrée environ lorsqu'on passe de l'équateur à l'un quelconque des pôles. C'est cette légère variation spatiale de l'accélération de la pesanteur qui conduit à substituer à l'altitude, en météorologie , une grandeur à peine différente appelée l' altitude géopotentielle , grâce à laquelle sont tracées les courbes de niveau ou lignes isohypses sur les surfaces isobares . On mesurera quelle peut être la présence de ce nombre g dans la mécanique du fluide atmosphérique si l'on considère que les équations sur lesquelles se fonde cette dernière s'obtiennent en divisant l'atmosphère en de nombreuses parcelles d' air qui constituent chacune un corps matériel en mouvement doté d'un certain poids.


Droits de reproduction et de diffusion réservés © METEO FRANCE 2003


L'ouvrage est disponible dans toutes les librairies de Papeete au prix de 2950 CFP