La balance de Cavendi
Georges Paturel, Observatoire de Lyon
Comité de Liaison Enseignants et Astronomes

Formaterre: 23-24 octobre 2006

Expérience quotidienne de la gravitation

Lagravitation universelle
Newton (1642-1727) comprend que tous les corps s’attirent deux à deux. C’est l’histoire de la pomme qui attire la Terre (idée développée en 1665-1667 pendant la terrible épidémie depeste à Londres).

La force de gravitation
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La force d’attraction dépend de la masse des corps, et du carré de la distance qui les sépare.

Mm F= G 2 d
Grâce à cette expression de la force,Newton retrouve les lois de Kepler pour expliquer le mouvement des planètes et de la Lune. Newton pense qu’on n’arrivera jamais à mesurer cette force pour des objets ordinaires !

La Lune « tombe»
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En 1 seconde la Lune tombe sur la Terre de 1,35 mm. Dans le même temps, sur Terre, un corps tombe de 4905 mm, soit un rapport de 60 x 60, exactement comme le rapport du carré des distances(400000/6500) Lune (voir calcul)

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Terre

Pesons la Terre
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La constante G est inconnue de Newton Cavendish réalise une expérience pour «peser » la Terre. Cette mesure va en fait conduire àla détermination de G

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GM Tm Poids = 2 RT GMm Force = d2 MT Rapport ( P / F ) = M ? d ? ? ?R ? ? ? T?
2

Le principe de la balance

L’expérience de Cavendish 1798

L’expérience deCavendish 1798

Le fil de suspension a un diamètre de 50 microns Les grosses sphères pèsent 160 kg

L’expérience de Boys 1895

L’expérience de Boys 1895

Le fil de suspension a un diamètre de 2microns Les sphères pèsent 7,5 kg

Les difficultés de l’expérience

Grande sensibilité aux vibrations

expérience en cours

Balance du BIPM

BIPM : La nouvelle balance qui reprend lesgrandes lignes de la balance de Cavendish… en bien plus précis

BIPM : D’infinies précautions pour faire les mesures

Expérience du CLEA

la fabrication

la fabrication (suite)

vue…