Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Première loi de Newton: forces et mouvements déséquilibrés
- Deuxième loi de Newton: Qu'est-ce que la force?
Isaac Newton a donné la meilleure description des liens entre la force et le mouvement dans ses trois lois célèbres, et leur apprentissage est une partie cruciale de l’apprentissage de la physique. Ils vous disent ce qui se passe lorsqu'une force est appliquée à une masse et définissent également le concept clé de force. Si vous voulez comprendre le rapport entre force et mouvement, les deux premières lois de Newton sont les plus importantes à prendre en compte et elles sont faciles à maîtriser. Ils expliquent que tout changement de déplacement à ne pas bouger ou vice-versa nécessite une force déséquilibrée et que la quantité de mouvement est proportionnelle à la taille de la force et inversement proportionnelle à la masse de l'objet.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
S'il n'y a pas de force, ou si les seules forces sont parfaitement équilibrées, un objet reste immobile ou continue à se déplacer avec exactement la même vitesse. Seules les forces non équilibrées entraînent des modifications de la vitesse d'un objet, notamment le passage de sa vitesse de zéro (c'est-à-dire immobile) à plus de zéro (en mouvement).
Première loi de Newton: forces et mouvements déséquilibrés
La première loi de Newton stipule qu'un objet restera soit au repos (pas en mouvement) ou en mouvement exactement à la même vitesse et dans la même direction, sauf s’il est actionné par une force «déséquilibrée». En termes plus simples, il est dit que quelque chose ne bouge que si quelque chose le pousse, et que les choses ne s'arrêtent que, changent de direction ou commencent à se déplacer plus rapidement si quelque chose le pousse.
Comprendre la signification de «force non équilibrée» clarifie cette loi. Si deux forces agissent sur un objet, l’une poussant à gauche et l’autre à droite, il ne se déplacera que si l’une des forces est plus grosse que l’autre. S'ils ont exactement la même force, l'objet restera simplement là où il se trouve.
Une façon d’imaginer cela est de penser à un ensemble d’échelles, avec des poids de chaque côté. La pesanteur tire les poids vers le bas, et la seule chose qui affecte la gravité les attire est leur masse. Si vous avez la même quantité de masse des deux côtés, la balance reste immobile. L'échelle ne bouge que si vous la rendez littéralement déséquilibrée en termes de masse. La différence de masse signifie que les forces agissant des deux côtés de la balance sont déséquilibrées et que la balance se déplace.
Il est plus difficile d’imaginer un mouvement constant à la même vitesse car vous ne le rencontrez pas dans la vie quotidienne. Pensez à ce qui se passerait si une petite voiture était assise sur une surface parfaitement lisse (sans frottement) et qu'il n'y avait pas d'air dans la pièce. La voiture resterait immobile à moins d'être poussée, comme décrit ci-dessus. Mais que se passe-t-il après la poussée? Il n'y a pas de friction avec la surface pour la ralentir ni d'air pour la ralentir. La surface équilibre la force de gravité (par ce que l’on appelle la «réaction normale», liée à la troisième loi de Newton), et aucune force n’agit sur elle de gauche à droite. Dans cette situation, la voiture continuerait à rouler à la même vitesse sur la surface. Si la surface était infiniment longue, la voiture continuerait à avancer à cette vitesse pour toujours.
Deuxième loi de Newton: Qu'est-ce que la force?
La deuxième loi de Newton définit le concept de force. Il indique que la force appliquée à un objet est égale à sa masse multipliée par l'accélération provoquée par la force. En symboles, c'est:
F = ma
L'unité de force est le Newton - pour reconnaître la personne qui l'a définie - ce qui est une manière abrégée de dire kilogrammes par seconde au carré (kg m / s2). Si vous avez une masse de 1 kg et que vous souhaitez l'accélérer de 1 m / s toutes les secondes, vous devez appliquer une force de 1 N.
L’écriture de la loi de Newton de la manière suivante aide à clarifier le lien entre force et mouvement:
a = F ÷ m
L'accélération, à gauche, nous dit à quel point quelque chose bouge. La partie droite montre qu'une force plus importante entraîne plus de mouvement, si la masse de l'objet est la même. Si une force spécifique est appliquée, cette équation montre également que l’importance de l’accélération dépend de la masse que vous essayez de déplacer. Un objet plus gros et plus lourd bouge moins qu'un objet plus petit et plus léger soumis à la même poussée. Si vous frappez un ballon de football, il bougera beaucoup plus que si vous frappez un ballon de bowling avec la même force.