Mais le système solaire contient plus de deux masses. En fait, cela a commencé comme un gros nuage de poussière sans aucune planète et sans soleil, et chaque grain de poussière avait une interaction attrayante avec tous les autres grains. Cela représente beaucoup de choses compliquées, mais il existe une astuce que nous pouvons utiliser pour les simplifier. Si la poussière est répartie uniformément, alors une particule à l’extérieur du nuage subirait une force gravitationnelle comme si toutes les autres poussières étaient concentrées en un seul point au milieu du nuage.
Alors, que ferait ce nuage de poussière géant ? Eh bien, chaque morceau subirait une force la tirant vers le centre du nuage. Il s’effondrerait essentiellement sur lui-même. Juste pour avoir une idée de ce à quoi cela ressemblerait, j’ai construit un modèle informatique utilisant 100 masses pour représenter toute la poussière. Voici à quoi cela ressemblerait :
Bien entendu, cela ne ressemble pas à notre système solaire. La raison en est que le nuage de poussière qui a formé notre système solaire a commencé par une légère rotation. Pourquoi est-ce important ? Pour répondre à cette question, nous devons réfléchir à ce qui se passe lorsqu’un objet se déplace en cercle.
Tourner en rond
Imaginez que vous avez une balle attachée à une ficelle et que vous la faites tourner en cercle. Au fur et à mesure que la balle bouge, sa vitesse change de direction. Puisque nous définissons l’accélération comme le taux de changement de vitesse, cette balle doit avoir une accélération. Même s’il se déplace à vitesse constante, il accélérera en raison de son mouvement circulaire. Nous appelons cette accélération centripète, ce qui signifie littéralement « pointage vers le centre », puisque la direction du vecteur accélération est vers le centre du cercle. Vous voyez, les mots ont parfois un sens.
On peut également retrouver l’ampleur de cette accélération centripète. Cela dépend à la fois de la vitesse à laquelle l’objet se déplace (v) à mesure qu’il accélère autour du cercle et du rayon du cercle (r). Cependant, il est parfois plus utile de décrire un mouvement circulaire avec angulaire rapidité (ω).
La vitesse linéaire (v) mesure jusqu’à quel point un objet se déplace dans une unité de temps (par exemple, mètres par seconde). Mesures de vitesse angulaire quelle part du cercle il traverse dans une unité de temps. Comment peut-on mesurer cela ? Si vous traciez une ligne depuis le centre du cercle jusqu’à un point de départ et une autre ligne vers la position de la balle après une seconde, ces deux lignes définiraient un angle. Ainsi, la vitesse angulaire mesure l’angle parcouru par la balle (en radians par seconde). Il vous indique essentiellement la vitesse à laquelle un objet tourne autour d’un point central. Avec cela, nous obtenons les deux définitions suivantes de l’accélération centripète (unc).