Accélération normale de la pesanteur terrestre

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L’accélération normale de la pesanteur terrestre est la valeur normalisée et semi-arbitraire de l’accélération de la pesanteur à proximité de la Terre, destinée à unifier les expériences de laboratoire et faciliter la comparaison des résultats expérimentaux. Elle est généralement notée g, g0 ou gn.

Valeur de la pesanteur normale[modifier | modifier le code]

La valeur de la pesanteur normale a été fixée en 1901 par la 3e Conférence générale des poids et mesures[1]. Elle vaut :

gn = 9,806 65 m/s2

Historique[modifier | modifier le code]

Du milieu du XVIIIe siècle au milieu du XIXe siècle, l’Observatoire de Paris acquit progressivement la prééminence sur tous les observatoires européens, de telle façon que les astronomes français firent adopter la valeur de la pesanteur à Paris comme pesanteur terrestre « normale ».

La valeur de la pesanteur normale adoptée lors de la 3e Conférence générale des poids et mesures à Paris en 1901 est en réalité une reconstruction a posteriori destinée à donner à cette valeur arbitraire une apparence de neutralité scientifique.

Détermination de la pesanteur normale[modifier | modifier le code]

On réduit la forme de la Terre à un ellipsoïde de révolution autour de son axe de rotation, de rayon selon le grand axe (à l’équateur) de 6 378 km, de rayon selon le petit axe (axe polaire) de 6 357 km et contenant la masse de la Terre (5,9736×1024 kg). On calcule, à l’aide de la théorie de la gravitation universelle, l’accélération de la gravité sur cet ellipsoïde théorique, puis on y ajoute l’accélération axifuge due à la rotation de la Terre autour de son axe.

La pesanteur normale est la valeur calculée à l’altitude 0 (c’est-à-dire à la surface l’ellipsoïde théorique) à la latitude de 45°. La formule pratique suivante permet de calculer une valeur approchée de l’accélération de la pesanteur à l’altitude h, en mètres et à la latitude L, en unité d’angle, lorsque h est petit vis-à-vis du rayon terrestre (typiquement, quelques milliers de mètres).

\scriptstyle g=9{,}780\,318\times \left (1+5{,}302\,4\times10^{-3}\times\sin^2(L)+5{,}9\times10^{-6}\times \sin^2(2L)-3{,}15\times10^{-7}\times h\right )

Approximations de la pesanteur normale[modifier | modifier le code]

La pesanteur normale est une valeur moyenne qui ne tient pas compte des facteurs suivants :

  • l’inhomogénéité du sous-sol terrestre ;
  • les forces de marée ;
  • la force de Coriolis sur les objets en mouvement.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. 3e CGPM, Paris, 1901, CR 70.

Articles connexes[modifier | modifier le code]