Variation de g avec l'altitude :
Le poids P = mg d'un objet de masse m résulte de l'attraction de la Terre.
Si M et R désignent la masse et le rayon de la Terre, on a P = mg = kmM / R2 et g = kM / R2 .
Quand on s'élève d'une hauteur z petite devant R, g varie de dg.
g + dg = kM / (R+z)2 # g(1 -2z / R) et dg / g = -2z / R.
Expérience de von Jolly :
Quatre ballons identiques A1, B1, A2 et B2 sont suspendus sous les plateaux d'une balance très sensible. Les ballons A2 et B1 sont remplis d'une masse M de mercure. Les ballons A1 et B2 sont vides. Les distances A1-A2 et B1-B2 sont égales à z. On équilibre la balance pour cette configuration puis on inverse A1 avec A2 et B1 avec B2. Pour rétablir l'équilibre, il faut ajouter dans le plateau de gauche une surcharge m.
Dans la permutation, B1 a son poids qui augmente de M.|dg| et A2 a le sien qui diminue de la même quantité. La surcharge m doit compenser les deux variations : mg = 2M.|dg|
et m = 2M|dg| / g = 4M.z / R .
Dans l'expérience de von Jolly, M = 5 kg, z = 21 m.
Remarque
Le rôle des ballons vides est de compenser l'influence de la poussée d'Archimède due à l'air.
Utilisation :
Équilibrer la balance pour la seconde configuration.
Comparer la valeur trouvée à la valeur calculée avec la formule théorique.