La pesanteur sur la Lune

Les profs de physique-chimie, Pascale et Guillaume, s'intéressent à la conquête spatiale, et notamment, aux déplacements des astronautes sur la Lune.

Le 11 décembre 1972, après 110 h de voyage, le module Lunaire de la mission Apollo 17 se pose sur la Lune, notre satellite naturel, situé à environ 380 000 km de la Terre.
Cette mission, qui est caractérisée par un important volet scientifique, a été la plus productive des missions lunaires « Apollo » sur le plan scientifique : l'équipage Apollo 17 a réalisé un très grand nombre d’expériences et a rapporté 110 kg d'échantillons lunaires.
Cette mission a battu plusieurs records, dont le temps passé à l'extérieur d'un vaisseau spatial (21 heures 19 minutes). Cela nous a permis d’augmenter nos connaissances, en particulier sur la formation de la Lune et l’histoire de son évolution.

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Comment expliquer que les astronautes puissent faire de tels bonds sur la Lune ?

Formulons une hypothèse :

Une hypothèse généralement formulée : « l’astronaute est plus léger sur la Lune que sur Terre ». On pense que la valeur de la force de pesanteur, exercée par la Lune sur
un astronaute lorsqu’il est sur la Lune, est inférieure à celle que la Terre exerce sur lui lorsqu’il est sur la Terre.

Qu'est-ce que la masse ?
La masse est une grandeur liée à la quantité de matière, qu’on mesure avec une balance. Son unité de mesure est le kilogramme.

Loi de gravitation universelle, énoncée par Issac Newton en 1687
Il existe une interaction attractive entre deux objets quelconques qui ont une masse. En particulier, sur Terre : la Terre exerce une action attractive sur tout objet proche d’elle. Cette action est modélisée par une force, qu’on appelle force de pesanteur sur la Terre. De même, sur la Lune : la Lune exerce une action attractive sur
tout objet proche d’elle. Cette action est modélisée par une force, qu’on appelle force de pesanteur sur la Lune.

Comment calculer la valeur de la force de pesanteur ?

Déterminer, par l’expérience, s’il existe une relation entre la valeur de la force de pesanteur qui s’exerce sur un objet, et la masse de cet objet.