Les lois du mouvement de Newton
Un ensemble de trois lois physiques formant la base de la physique classique mécanique. Les première loi (inertia) states an object remains at rest or in uniform motion unless acted upon by a net external force. The deuxième loi quantifies force as mass times acceleration, [latex]\vec{F} = m\vec{a}[/latex]. The troisième loi states that for every action, there is an equal and opposite reaction.
Publiées en 1687 dans son ouvrage *Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica*, les trois lois du mouvement de Newton ont révolutionné la science. Elles ont fourni un cadre complet pour décrire le mouvement des objets du quotidien, constituant ainsi le fondement de ce que l'on appelle aujourd'hui la mécanique classique.
La première loi, ou loi d'inertie, définit un référentiel inertiel – un référentiel dans lequel la loi est vérifiée. Elle stipule que la vitesse d'un objet est constante en l'absence de force résultante. Ceci rompait avec l'idée aristotélicienne selon laquelle le mouvement nécessitait une force continue.
La deuxième loi de la thermodynamique est le fondement quantitatif de la dynamique classique. Elle stipule que la force résultante agissant sur un objet est égale à la variation de sa quantité de mouvement. Pour un objet de masse constante m, cette équation se simplifie en la célèbre équation F = m a, où F est le vecteur force résultante et a le vecteur accélération. Il s'agit d'une équation différentielle, dont la résolution permet de prédire la trajectoire d'un objet au cours du temps.
La troisième loi, loi d'action et de réaction, stipule que les forces interviennent toujours par paires. Si l'objet A exerce une force sur l'objet B, alors l'objet B exerce simultanément sur l'objet A une force de même intensité et de sens opposé. Ce principe est fondamental pour comprendre les interactions et conduit directement à la loi de conservation de la quantité de mouvement.
Ces lois sont remarquablement précises pour le monde macroscopique à des vitesses bien inférieures à celle de la lumière. Leur validité s'affaiblit dans les domaines de la relativité restreinte (à haute vitesse) et de la mécanique quantique (aux échelles atomique et subatomique), où elles sont remplacées par des théories plus générales.
UNESCO Nomenclature: 2211
- Physique
Perturbation
Révolutionnaire
Usage
Utilisation généralisée
Précurseurs
- Le concept d'inertie de Galilée
- Les lois de Kepler sur le mouvement des planètes
- Travaux de René Descartes sur le mouvement
- La physique aristotélicienne (comme cadre à remplacer)
Applications
- ingénierie des véhicules (voitures, avions, fusées)
- ingénierie des structures (ponts, bâtiments)
- robotique et automatisation
- calculs de balistique et de mouvement de projectiles
- mécanique céleste et orbites des satellites
Idées d'innovations potentielles
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En lien avec : les lois de Newton, la mécanique classique, la force, la masse, l'accélération, l'inertie, l'action-réaction, la dynamique.