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Conservation de la quantité de mouvement

1687
  • Isaac Newton
Chercheur démontrant la conservation de la quantité de mouvement dans un laboratoire de physique avec des chariots qui s'entrechoquent.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Dans un système isolé, la quantité de mouvement totale reste constante. Un système isolé est un système non soumis à des forces extérieures. Ce principe découle des lois du mouvement de Newton. Pour un système de particules, la quantité de mouvement totale [latex]vec{p}_{text{total}} = sum_{i} m_i vec{v}_i[/latex] est conservée si la résultante des forces extérieures est nulle. Ce principe est fondamental pour l'analyse des collisions.

The law of conservation of momentum is a direct consequence of Newton’s second and third laws. Newton’s deuxième loi states that the rate of change of a particle’s momentum is equal to the net force acting on it, [latex]\vec{F} = \frac{d\vec{p}}{dt}[/latex]. For a system of multiple particles, the total momentum is the vector sum of the individual momenta. The forces acting on the particles can be divided into internal forces (exerted by particles within the system on each other) and external forces (exerted by objects outside the system).

Selon Newton troisième loiÀ chaque force interne correspond une force de réaction égale et opposée. En sommant les forces sur toutes les particules du système, ces forces internes s'annulent deux à deux. Par conséquent, la variation de la quantité de mouvement totale du système est égale à la force externe résultante : [latex]vec{F}_{text{ext}} = frac{dvec{p}_{text{total}}}{dt}[/latex].

Un système isolé est défini comme un système où la force extérieure résultante est nulle (Fext = 0). Dans ce cas, la variation de la quantité de mouvement totale est nulle, ce qui signifie que le vecteur quantité de mouvement totale ptotal est constant. Ce principe reste valable quelle que soit la complexité des interactions internes, y compris les collisions et les explosions, tant que le système demeure isolé.

UNESCO Nomenclature: 2209
- Mécanique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • La théorie de l'impulsion de Jean Buridan
  • René Descartes 'principe de conservation de la 'quantité de mouvement'
  • Christian Huygens’ travailler sur les collisions
  • Les lois du mouvement d'Isaac Newton

Applications

  • propulsion par fusée
  • analyse des collisions dans la sécurité des véhicules
  • physique des boules de billard
  • recul des armes à feu
  • calculs astronomiques des interactions entre corps célestes

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • développement d'algorithmes avancés de déploiement d'airbags
  • conception de câbles d'échange de quantité de mouvement pour engins spatiaux
  • création de méthodes de contrôle non destructif basées sur l'analyse d'impact
  • optimisation du rendement énergétique des fusées à plusieurs étages
  • modélisation prédictive des stratégies de déviation des astéroïdes
  • conception de systèmes de transport par lévitation magnétique sans frottement
  • développement de dispositifs de retour haptique simulant des collisions réalistes
  • analyse des données de collision d'accélérateurs de particules
  • reconstitution médico-légale des accidents
  • conception de matériaux absorbant les chocs pour les équipements de protection
En lien avec : conservation de la quantité de mouvement, système isolé, lois de Newton, collision, mécanique classique, somme vectorielle, force extérieure, force intérieure, quantité de mouvement constante, dynamique.

Contexte historique

Conservation de la quantité de mouvement

1650
1678
1687
1687
1738
1750
1785
1650
1672
1687
1687
1738
1750
1757
1788

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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