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électromagnétisme (MP) · Chapitre 4 · Application directe du cours

Équation de Poisson gravitationnelle et Terre homogène

Équations de Maxwell · niveau 2

Énoncé

Le champ de gravitation vérifie et .

  • Établir l'équation de Poisson gravitationnelle vérifiée par , par analogie avec l'électrostatique.
  • On modélise la Terre par une boule homogène de rayon et de masse volumique . En utilisant le laplacien sphérique de l'exercice 5, déterminer à l'intérieur ( étant régulier au centre), puis à l'extérieur.
  • Avec à la surface, et , calculer .

Corrigé

  • , soit . C'est l'équation de Poisson de l'électrostatique avec les correspondances et .
  • À l'intérieur, donne ; la régularité en impose , d'où : le champ est dirigé vers le centre et , avec . À l'extérieur, Laplace donne ; la continuité en fixe la constante à , et , le champ d'une masse ponctuelle.
  • , la masse volumique moyenne de la Terre (le double de celle des roches de surface : le noyau est plus dense, et le modèle homogène n'est qu'une première approche).

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