Physique seconde mecanique

Conservation de la quantité de mouvement


 

La conservation de la quantité de mouvement

Une force externe est requise pour modifier la quantité de mouvement d'un corps. Les forces moléculaires agissant dans une balle de baseball n'ont aucun effet sur la quantité de mouvement de la balle, comme la personne qui est assise dans un véhicule et qui pousse contre le tableau de bord n'a aucun effet sur la quantité de mouvement de la voiture. Ces forces sont internes, c'est-à-dire qu'elles agissent et réagissent à l'intérieur des corps mêmes. Une force externe agissant sur la balle ou sur la voiture est requise pour changer la quantité de mouvement. Si aucune force externe n'est présente, aucun changement dans la quantité de mouvement n'est possible.

Observez les deux images ci-dessous.

Un système isolé est un système à l'intérieur duquel aucune force externe n'agit. Un exemple de système isolé serait une balle tirée d'un fusil. Examinons la quantité de mouvement de ce système.

 

La quantité de mouvement a été conservée!

 Remarquez que le vecteur vitesse du fusil est négatif puisque sa vitesse est inverse à la balle.

Lorsqu'une balle est tirée d'une carabine, les forces présentes sont internes. La quantité de mouvement total du système, (incluant la balle et la carabine) ne subit ainsi aucun changement net. Selon le troisième principe de Newton, qui est celui de l'action et de la réaction, la force exercée sur la balle est équivalente et inverse à celle exercée sur la carabine. Les forces agissant sur la carabine et sur la balle agissent simultanément, ce qui résulte en deux élans égaux mais inverses et qui s'annulent l'un l'autre. Ce qui donne un élan total ou net de zéro.

La quantité de mouvement qui précède et qui suit la détonation demeure alors inchangée. Il est vrai que la balle elle-même absorbe une partie de la quantité de mouvement, tout comme le fait la carabine - mais les deux ensemble, en tant que système, ne subissent aucun changement d'élan. Puisqu'il n'y a aucun élan gagné ou perdu, on peut dire que la quantité de mouvement s'est conservée.

Le principe de la conservation de la quantité de mouvement

Si la force externe agissant sur un objet, ou sur un système d'objets (un système isolé), est nulle, alors la quantité de mouvement total de l'objet ou du système d'objets demeure constante.

On peut remarquer plusieurs autres exemples de conservation de la quantité de mouvement dans le monde qui nous entoure. Si on saute hors d'un petit bateau, on va dans une direction et le bateau dans l'autre. Lorsqu'une fusée décolle en montant, l'essence qui s'échappe descend.

Le principe de la conservation de la quantité de mouvement est très utile pour prédire le résultat d'une collision entre deux ou plusieurs objets.

 

Last modified: Tuesday, 9 August 2016, 10:19 AM
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