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est la distance des centres de gravité des deux corps. Cette loi est fondamentale pour la
gravitation Newtonienne. Les choix faits a priori seront justifiés par la comparaison à
l'expérience.

Si on accepte de confondre masse inerte et masse grave, comme l'expérience le justifiera avec
une énorme précision, alors nous pouvons combiner les relations (2) et (3). Le poids d'une masse
m est alors la force d'attraction produite par la masse de la Terre M sur cette masse m ;
l'accélération qui apparaît s'appelle alors l'accélération de la pesanteur (on la note g):
M
P = m × = m g × (4)
G
R 2

Avec l'accélération de la pesanteur terrestre :

M
g = G (5)
R 2

R est la distance au centre de la Terre (rayon de la Terre) et M la masse de la Terre. On voit que g
a une valeur constante pour tous les corps à la surface de la Terre. Mais le poids d'un corps
décroît avec l'altitude. On sait mesurer l'accélération g à la surface de la Terre. Mais la masse de
la Terre semble impossible à mesurer. Pourtant, un chimiste du nom de Cavendish va y parvenir
grâce à une invention géniale : la balance de torsion, inventée par Coulomb. La constante
inconnue G pourra alors être déduite. C'est la constante physique universelle la moins bien
connue, tant la difficulté de la mesure est grande.

Une expérience fondamentale : l'expérience de Cavendish (1798).
C'est la première mesure de la force de gravitation entre deux masses ordinaires. Une balance de
torsion (fléau suspendu à un fil très fin) permet de mettre en évidence l'attraction de grosses boules
(en gris) sur de petites boules (en noir) accrochées au fléau (en marron). En inversant le sens d'action
des grosses boules, le fléau tourne légèrement. De l'angle de rotation on peut déduire la force de
gravitation entre les grosses et les petites boules. L'angle de rotation peut se mesurer par un système
optique, par exemple en observant la lumière d'un point lumineux réfléchie par le petit miroir collé
au fléau.

Figure 2 : Le principe de l'expérience de Cavendish avec une balance de torsion. Cavendish a
utilisé cette expérience pour déterminer la masse de la Terre.