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Représentation des lignes équipotentielles d’un champ scalaire et des lignes de champ du champ vectoriel associé.
Une masse placée dans un champ de gravitation subit une force. Le travail effectué pour déplacer une masse dans un tel champ correspond à une différence d’énergie potentielle. Selon le type de déplacement effectué, l’énergie potentielle peut diminuer, rester constante ou augmenter. Si l’énergie potentielle ne varie pas lors du déplacement, celui-ci définit alors une ligne équipotentielle.
Les équipotentielles de gravitation produites par le système Terre-Lune forment un champ scalaire de potentiels qui a l’aspect suivant :
Les lignes du champ de gravitation au voisinage de la Lune définissent un champ vectoriel de forces. Ces lignes se présentent ainsi :
Exercice
Un satellite se trouve en un point situé quelque part entre la Terre et la Lune et sa vitesse est tangente à l’équipotentielle qui passe par ce point. Que pouvez-vous affirmer concernant :
- sa trajectoire ?
- sa vitesse ?