Étape 1 sur 3 : La gravité comme force centripète
Intuition
Comme une masse tournoyant au bout d'une ficelle : plus la ficelle tire fort (grande force centripète), plus la masse doit tourner vite pour « tenir » son orbite — la gravité joue ici le rôle de la ficelle invisible.
Analyse
Considérons une orbite circulaire de rayon (le cas le plus simple d'ellipse). En mouvement circulaire uniforme, l'accélération centripète vaut ; la seule force est la gravité . La seconde loi de Newton en direction radiale donne l'égalité ci-dessus — la masse de la planète s'élimine aussitôt, ce qui signifie que l'orbite ne dépend pas de sa masse.