Que disent les lois du mouvement de Newton ?
Appelées également mécanique newtonienne ou mécanique classique, les lois du mouvement de Newton sont souvent utilisées dans le traitement des exercices de mécanique. Autrement dit, elles sont bien connues des lycéens, notamment ceux qui préparent les concours post-bac ou le bac. Voici ce qu’il faut savoir à propos de ces fameuses lois de Newton.
Quelles sont les Lois de Newton ?
Les lois du mouvement de Newton sont des principes physiques bien connus. Évidemment, elles ont été fondées par Sir Isaac Newton, un mathématicien et physicien britannique. Elles ont été énoncées pour la première fois en 1687 dans son ouvrage intitulé Philosophiae Naturalis Principia Mathematica et elles sont au nombre de 3. De quoi parlent-elles exactement ?
En réalité, ce sont des règles générales sur le mouvement des divers objets dans l’univers. Les théories de Newton se présentent donc comme une explication plus claire de la nature du mouvement décrite par Aristote. Il faut dire que le grand physicien britannique a utilisé des formules mathématiques simples.
Les Lois du Mouvement de Newton ne sont pas de simples théories. Elles s’appliquent dans le monde réel. Elles ont permis le développement de nombreux savoir-faire. En effet, les techniques utilisées dans la navigation des vaisseaux spatiaux sont par exemple basées sur les fameuses lois du mouvement de Newton. Il en est de même en ce qui concerne les mouvements réalisés par les joueurs de billard.
Les trois lois de Newton
Comme il a été mentionné précédemment, Newton a énoncé trois lois bien distinctes. Découvrez lesquelles.
La première loi
D’après l’énoncé originel de la première loi de Newton, « Tout corps persévère dans l’état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n’agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d’état ».
D’une manière pratique, cette loi stipule qu’un corps ou un objet ou un corps reste immobile sauf s’il est sollicité par une force. De même, un objet en mouvement a tendance à adopter la même vitesse tant qu’il ne subit pas l’action d’une force comme le frottement ou la gravité.
Si vous lancez donc une balle dans le vide, elle va se déplacer à la même vitesse, sauf si elle est confrontée à la force du vent ou à celle d’un autre corps comme un arbre. Cette théorie de Newton est connue sous le nom de loi d’inertie ou principe de l’inertie.
La seconde loi
Elle est baptisée principe fondamental de la dynamique et elle est illustrée par la formule mathématique suivante : Σ F = ma. F représente la force, m la masse de l’objet et l’accélération de l’objet.
Via cette formule, Newton explique les changements qu’une force peut générer sur le mouvement d’un objet. D’une manière plus précise, lorsqu’une force agit sur un corps, cela provoque un changement de vitesse, notamment une accélération.
Il est à noter que différents types de forces peuvent s’exercer sur un objet. C’est le cas des forces de frottement, de gravité et des forces électromagnétiques. À en tenir compte, cette formule peut être utilisée pour résoudre différents types de problèmes. Voilà pourquoi, le principe fondamental de la dynamique est considéré comme la loi physique la plus importante.
Pour vous aider à mieux la comprendre, prenons l’exemple de deux objets de forme ronde. L’un est une petite balle en caoutchouc et l’autre est une boule de bowling. Pour que ces deux objets roulent à la même vitesse, il faut pousser avec une force plus importante sur la boule de bowling, car elle a une masse plus importante. Cette force lors de la poussée a donc provoqué l’accélération de la vitesse de la boule de bowling.
Si les deux balles roulent sur une colline et qu’elles atterrissent sur un mur, l’impact ne sera pas le même. Celui de la boule de bowling sera plus fort et dommageable puisqu’elle est plus lourde.
La troisième loi ou principe d’action-réaction
Selon Isaac Newton, « L’action est toujours égale à la réaction », c’est-à-dire que les actions de deux corps l’un sur l’autre sont toujours égales et de sens contraires ». D’une manière explicite, il faut prendre l’exemple de deux objets qui interagissent. Ils seront nommés A et B. Si le corps A exerce une force sur le corps B, l’inverse sera aussi vrai.
Pour mieux comprendre cette loi de Newton, il suffit d’observer le recul d’une arme à feu. Lorsque la balle sort du canon, l’arme se déplace dans la direction opposée. Le même phénomène physique se produit lorsque vous déposez un livre sur une table. La table applique une force sur l’ouvrage et ce dernier exerce une force sur la table.
Les lois de Newton en application
Quand faut-il appliquer la première, la seconde ou la troisième loi de Newton ? En général, le principe de l’inertie s’applique lorsque le centre de gravité d’un système est en mouvement rectiligne uniforme comme sur le pendule de Newton.
