Mouvement en Physique

Quelles formules utilisons-nous pour calculer le mouvement ?

Lorsqu'il s'agit de résoudre l'une de ces variables, nous disposons de cinq équations principales que nous pouvons utiliser :

La première est donnée par

$∆x=vt$

C'est la formule la plus simple, ce qui signifie que la distance est égale à la vitesse multipliée par le temps, en ne tenant compte que de la direction également. Cette formule ne peut être utilisée que lorsque l'accélération est égale à 0.

La deuxième équation est l'une des trois équations cinématiques. Note qu'elle ne dépend pas de la position.

$v=v_0+at$

Où$v$est la vitesse finale d'un objet,$v_0$est sa vitesse de départ,$a$est l'accélération qui agit sur lui, et$t$est le temps qui s'écoule pendant le mouvement.

Notre troisième équation est une autre équation cinématique. Cette fois, elle ne dépend pas de la vitesse finale.

$∆x=\left(v_{0}t\right)+\frac{1}{2}{\left(at\right)}^2$

Où $\text{∆x}$ est le déplacement. Cette formule ne peut être utilisée que si l'accélération de l'objet est positive.

Notre quatrième équation ci-dessous est une façon plus facile de calculer le déplacement lorsque tu connais les vitesses initiale et finale qui agissent sur l'objet.

$∆x=\frac{1}{2}(v_0+v)t$

Et notre dernière équation est aussi l'équation cinématique finale. Note qu'elle ne dépend pas du temps :

$v^2={v_0}^2+2a∆x$

À l'aide de ces équations, nous pouvons résoudre toute variable particulière dont nous avons besoin lorsque nous étudions un objet en mouvement.

Quelles sont les lois du mouvement ?

Les lois définissant le comportement du mouvement ont été découvertes et écrites pour la première fois par le physicien anglais Sir Isaac Newton, et elles s'appliquent à presque tout dans l'univers.

Première loi : Loi d'inertie

En termes simples, la première loi du mouvement stipule que les objets qui ne sont pas poussés finissent par s'immobiliser. Cela signifie que si un objet ne subit aucun changement dans les forces qui agissent sur lui, l'objet tendra vers un état de non-mouvement, ou de repos.

Deuxième loi : F = ma

La deuxième loi du mouvement nous montre que le taux de variation de l'élan d'un objet est exactement le même que la force qui lui est appliquée. En d'autres termes, si un objet a une masse de$m,$la force qui agit sur lui est égale à sa masse multipliée par son accélération. Cela peut s'écrire comme suit $F=ma.$

Troisième loi : Action et réaction

La principale façon dont cette loi a été énoncée dans le passé est que chaque action a une réaction égale et opposée. Ce n'est pas tout à fait vrai, ou tout simplement pas assez instructif. La troisième loi du mouvement stipule que lorsque deux objets entrent en contact l'un avec l'autre, les forces qui s'appliquent l'une à l'autre sont égales en magnitude et opposées en direction.

Par exemple, si un objet est posé sur le sol, il exerce une pression sur le sol avec son poids, ce qui est une force. Comme nous connaissons la troisième loi du mouvement, nous savons que le sol exerce également une poussée en retour, avec une force égale au poids et dans la direction opposée.

Quels sont les types de mouvement ?

Le mouvement se produit d'une multitude de façons différentes, et les forces qui s'appliquent aux objets dans ces différents états de mouvement varient considérablement. Voici quelques types de mouvement :

Mouvement linéaire

Le mouvement linéaire est simple, car il décrit toute forme de mouvement qui se produit en ligne droite. C'est la forme de mouvement la plus élémentaire. Rien de spécial ou de compliqué ne doit se produire lorsqu'on se déplace d'un point A à un point B.

Mouvement oscillant

Le mouvement oscillant est un mouvement de va-et-vient. Ce n'est que lorsque ce mouvement est constant dans le temps qu'il peut être considéré comme un mouvement oscillant. Les ondes, y compris les ondes sonores, les ondes océaniques et les ondes radio sont des exemples de mouvement oscillant. Les ondes utilisent le mouvement d'oscillation pour stocker des informations dans leurs amplitudes. Les pendules et les ressorts sont d'autres exemples courants de mouvements oscillants.

Un ressort est un excellent exemple de mouvement oscillant, Wikimedia Commons

Mouvement rotatif

Le mouvement rotatif se déplace de façon circulaire. L'utilisation de ce mouvement a été incroyablement bénéfique au fil du temps, avec l'utilisation de la roue pour transporter des objets, ainsi que de nombreux autres exemples du monde réel.

Un diagramme du mouvement rotatif, montrant la direction de la vitesse et de l'accélération. Brews ohare CC BY-SA 3.0

Mouvement de projectile

Le mouvement de projectile est le mouvement de tout objet lancé dans un environnement contenant un champ gravitationnel. Si un objet est lancé plus haut qu'à l'horizontale, la trajectoire qu'il suit forme une courbe, appelée parabole.