Sciences & Techniques: Gravité : la préhistoire d'une idée

« quatre dans la deuxième, neuf dans la troisième, et ainsi de suite.

A cette loi, Galilée adjoint un principe : la chute des corps est unmouvement uniformément accéléré.

A chaque seconde qui passe, la vitesse s'est accrue d'une même quantité.

Galilée cette fois-ci,doit avouer sa dette envers Aristote.

Car ce principe, il le doit à une idée très aristotélicienne, selon laquelle la nature agit toujours dela façon la plus simple et économique possible.

Or quoi de plus simple qu'un accroissement qui toujours se répète de la même façon.Galilée avait d'abord soutenu que cet accroissement de vitesse était proportionnel à la distance parcourue, avant de reconnaître sonerreur et de comprendre que la variable fondamentale était le temps . Pour convaincre ses détracteurs, il fait rouler des billes sur des plans inclinés et mesure les temps de parcours.

Des billes qui roulentne font pas une chute libre diriez-vous.

L'argument est recevable.

Mais Galilée considère la chute libre comme cas limite de planincliné à la verticale. Reste la résistance de l'air.

Galilée montrera qu'elle augmente proportionnellement à la vitesse.

Quand elle devient égale au poids ducorps qui chute, les deux effets se compensent et la vitesse n'augmente plus.

Le mouvement devient uniforme.

La tentation est alorsgrande de généraliser : que se passe-t-il si rien ne vient accélérer ou freiner le mouvement d'un mobile? Le mouvement étant impriméde manière indélébile, écrit Galilée, le mobile décrira un mouvement rectiligne uniforme.

C'est-à-dire, ainsi qu'il le définit lui-même, unmouvement s'effectuant en ligne droite, tel que les distances parcourues pendant deux intervalles de temps égaux quelconques sontégales.

En l'absence de force extérieure, un corps est donc immobile, ou se meut en ligne droite avec une vitesse constante .

Encore un effort et le fameux principe d'inertie, tel que Newton le formulera, est en vue.

Hélas, jamais Galilée n'affirmera la conservation éternelle de ce mouvement rectiligne.

Pourquoi? Pour la simple raison qu'un tel mouvement est impossible pour les corps pesants,forcément déviés vers le sol.

Et Galilée ne peut imaginer qu'un corps puisse échapper à la gravité : il cesserait alors d'être un corps etne pourrait se mouvoir du tout.

Un mouvement à vitesse constante, en l'absence de toute force, serait-il donc impossible? Il ne peutavoir lieu, soutient Galilée, que sur une portion de surface terrestre, lorsqu'on ne gagne ni ne perd en altitude.

Cette trajectoire courbene peut être assimilée localement à une droite qu'en raison de la dimension énorme du rayon terrestre. Galilée ne conçoit donc qu'un principe d'inertie au rabais, dont la validité reste limitée à la chute des corps et aux mouvements décritssur une maigre portion de surface terrestre. Ce principe, Galilée l'élabore essentiellement pour étudier la trajectoire d'un projectile.

Il veut montrer que cette trajectoire n'est pasune courbe quelconque, mais une parabole.

son explication sera un trait de génie : le projectile décrit une parabole car il combinedeux mouvements.

Un mouvement uniforme vers l'avant, et un mouvement de chute libre, uniformément accéléré, vers le bas.

CarGalilée a compris que tout mouvement peut être décomposé en ses composantes horizontale et verticale, indépendantes l'une del'autre.

Facile, dès lors, de prévoir où tombera un objet lâché du haut du mât d'un navire en mouvement.

Puisque le bateau avance,l'objet tombera légèrement en arrière du mât, répond Simplicio dans Dialogue sur les deux principaux systèmes du monde .

Faux, rétorque Galilée.

N'en déplaise à Aristote, l'objet tombe au pied du mât, que le navire soit en mouvement ou au repos.

Car le mobilesuit le mouvement horizontal du bateau.

De quoi clouer le bec aux adversaires d'une Terre en rotation.

Si la Terre tournait,claironnaient-ils, les objets lâchés du haut d'une tour tomberaient fatalement à côté de la tour et non à son pied.

En réduisant à néantcet argument, Galilée valide ainsi le système de Copernic, et fonde les bases d'une nouvelle mécanique.

Mais pour que cette dernièrepuisse prévoir les mouvements célestes, il faudra attendre la loi de la gravitation universelle d'Isaac Newton et le développement ducalcul intégral.. »