La loi de la chute des corps

v = gt. C’est en 1604, que Galilée énonce ce que certains considèrent comme la première loi de la physique moderne. Selon la loi de la chute des corps : « lorsqu’ils tombent dans le vide, tous les corps tombent à la même vitesse, quelle que soit leur masse ». Cette loi s’oppose directement à la thèse d’Aristote, qui affirmait que « la vitesse de chute augmentait avec la masse des corps ». D’où vient cette équation ? Et comment peut-on la vérifier ?

Que signifie l’équation v = gt ? 

L'équation v = gt veut dire que la vitesse (v) est égale au produit de la durée de la chute (t) par l’accélération de la pesanteur (g), sans résistance à leur passage. Cette équation sous-entend deux choses :

• 1 : la vitesse acquise par un corps qui tombe est proportionnelle à la durée de sa chute. 
• 2 : cette vitesse est indépendante de la masse et de la nature du corps. 

D’où vient l’équation de Galilée ? 

Galilée observe qu’un caillou ne tombe pas à la même vitesse, selon qu'il est dans de la mélasse, dans de l’eau ou dans l’air. Au XVII^e siècle, Galilée ne peut pas créer les conditions nécessaires pour vérifier ce qu'il avance. Il invente alors une « expérience de pensée » et met à l’épreuve la thèse d’Aristote. Partant du principe qu’Aristote avait raison, Galilée se demande ce qu’il arriverait si on attachait un gros caillou avec un plus petit et qu’on les fasse tomber. Il parvient à une conclusion paradoxale sur la chute des corps : les deux cailloux attachés l’un à l’autre tombent à la fois plus vite et moins vite qu'un caillou seul. Aristote s’est bien trompé.

La confirmation de l’expérience de Galilée

• Dans le vide
  « Un grain de sable tombe à la même vitesse qu’une meule de moulin ! » Pourtant, l’expérience réelle n’eut lieu que plus tard en août 1971, lors de la mission Apollo 15. Le spationaute David Scott, lâche une plume et un marteau en même temps : tous deux arrivent en même temps sur le sol lunaire, car il n’y a pas d'atmosphère.
• Dans l’air
  La présence de l’atmosphère agit différemment sur les corps lourds et légers. Les différences de vitesse observées, ne proviennent pas de la gravité, mais du milieu dans lequel les corps tombent.