Bien qu'étant attirée par la Terre sous l'effet de l'interaction gravitationnelle, la Lune est en mouvement circulaire et uniforme dans le référentiel géocentrique car elle possède la vitesse nécessaire (environ 1 km.s−1) pour tourner autour de la Terre sans jamais tomber dessus .Un satellite naturel est un objet céleste en orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même. Il n'est pas d'origine humaine, contrairement aux satellites artificiels. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.
Mais sans la Terre, quelle serait la trajectoire de la Lune?
Selon la loi d'inertie, première loi de Newton, la lune devrait "tomber en rond" . Comment cela est-il possible?
Démonstration
La Terre exerce une force de gravitation à distance sur la Lune. Sans cette gravitation terrestre, la Lune se détacherait de la Terre. Ici, elle est représentée par le vecteur Fg.
Calcul de la force de gravitation :
D'après la loi de la gravitation la force s’exerçant entre deux corps A et B de masse mA et mB, dont les centre de gravité sont séparés par une distance d vaut:
Ma : Masse de la Lune = 7.3477 ×
kg
Mb : Masse de la Terre = 5.9736 ×
kg
Distance Terre-Lune, aussi appelé demi grand axe = 384 399 000 m
G: constante gravitationnelle = 6.67384 ×
N
Mais la Lune possède une vitesse qui l’empêche de se diriger vers la Terre.
Cette vitesse est de 1.022 km/s
Sans la Terre, la Lune suivrait un déplacement linéaire. Cependant, elle serait attirée par d'autres astres tels que le Soleil ou Jupiter. Elle prendrait alors une trajectoire courbée par ces astres.