« Dynamique/Lois de Newton » : différence entre les versions
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Réecriture de l'intro |
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Ligne 22 :
* "Si un objet est en Mouvement Rectiligne Uniforme, alors on peut dire que la somme des forces extérieures qui s’exercent sur lui est nulle".
* "Si on sait que la somme des forces qui s’exercent sur un objet est nulle, alors cet objet est en Mouvement Rectiligne Uniforme".
Originellement, dans son ouvrage ''Principes Mathématiques de la Philosophie Naturelle,'' Newton expose sa première loi comme suit :
"Tout corps persévère dans l'état de repos ou de [[Cinématique (débutant)|mouvement rectiligne uniforme]] dans lequel il se trouve à moins que quelque force n'agisse sur lui"
Cependant, pour montrer que cet énoncé (que l'on retrouve encore, quelque fois, tel quel dans des manuels) est insuffisant, partons d'un exemple : considérons une vache dans un champ, parfaitement immobile dans le référentiel terrestre, et aux forces qui s'appliquent sur elle se compensant. Considérons maintenant une voiture traversant un virage et observant cette vache. Évidemment, indépendamment du référentiel, les forces qui s'appliquent sur la vache sont les mêmes. Ce qui signifie donc que, même dans le référentiel de la voiture, la vache voit toutes les forces s'appliquer sur elle se compenser. Cependant, le mouvement de la vache dans le référentiel de la voiture prenant un virage sera non pas rectiligne uniforme mais courbé.
On voit, grâce à cet expérience, que la véracité ou non de cette loi dépend intimement du référentiel d'étude. Le référentiel terrestre est intéressant, car il vérifie le principe d'inertie. Ainsi, on peut reformuler correctement la Première Loi de Newton comme :
"Il existe une série de référentiels privilégiés, appelés référentiels galiléens, dans lequel tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme dans lequel il se trouve à moins que quelque force n'agisse sur lui".
On peut montrer que tout référentiel galiléen est en mouvement rectiligne uniforme par rapport à tout autre référentiel galiléen. En trouver un, c'est donc en trouver une infinité.
Il n'existe cependant aucun référentiel rigoureusement galiléen, car l'univers est en expansion accéléré, tout bouge et tout tourne. Cependant, si une expérience physique a une durée très faible devant la durée de rotation d'un référentiel non galiléen, on peut le considérer alors comme approximativement galiléen. Un exemple : le référentiel géocentrique, dont l'origine est au centre de la Terre, n'est évidemment pas galiléen puisque la Terre tourne autour du Soleil. Cependant, si la durée d'une expérience physique est très faible devant la durée de rotation de la Terre autour du Soleil (un an), alors on peut considérer que le référentiel géocentrique est galiléen, puisque les effets liés au caractère non galiléen du référentiel (que nous étudierons plus tard), ne se font pas ressentir.
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