Principe fondamental du mouvement : Le vecteur quantité de mouvement

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Principe fondamental du mouvement : Le vecteur quantité de mouvement

Principe fondamental du mouvement : Le vecteur quantité de mouvement

Introduction

En physique, pour étudier le mouvement des objets, on utilise plusieurs grandeurs. L'une d'elles, essentielle, est la quantité de mouvement, qui caractérise le mouvement d’un corps selon sa masse et sa vitesse.

Définition de la quantité de mouvement

La quantité de mouvement d’un corps est définie par le vecteur :

**\[ ec{p} = m ec{v} \]**

où :

  • m est la masse du corps (en kilogrammes, kg),
  • \( ec{v}\) est la vitesse du corps (en mètres par seconde, m/s),
  • \( ec{p}\) est la quantité de mouvement du corps (en kg·m/s).

Propriétés de la quantité de mouvement

- C’est une grandeur vectorielle : elle possède une direction, un sens et une valeur.

- La masse \(m\) est une grandeur scalaire, la vitesse \( ec{v}\) une grandeur vectorielle.

Implication en dynamique

Le principe fondamental en mécanique stipule que, dans un système fermé sans forces extérieures, la somme des quantités de mouvement est constante :

**\[ \sum ec{p}_i = 	ext{constante} \]**

Ce principe est à la base de nombreuses lois de conservation, notamment celle de la conservation de la quantité de mouvement lors de collisions.

Exemple simple

Supposons deux billiard balls de masse m se déplaçant l’une vers l’autre avec des vitesses \( ec{v}_1\) et \( ec{v}_2\). La quantité de mouvement totale est :

**\[ ec{p}_{total} = m ec{v}_1 + m ec{v}_2 \]**

Si aucune force extérieure n’agit, cette quantité de mouvement reste constante lors de la collision.

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