Une explication de la nature entropique de la masse utilisant la
20 oct. 2014 la masse de ce dernier et l'énergie dégagée est bel et bien proportionnelle à la relation masse-énergie E = mc2.
E = mc2 léquation de Poincaré Einstein et Planck
Pour l'homme de la rue et même la plupart des physiciens
PHQ114: Mecanique I
30 mai 2018 C.4 Énergie potentielle gravitationnelle et centre de masse . ... Ainsi l'explication qu'Aristote donne à la chute d'une pierre est.
Introduction à la RELATIVITE RESTREINTE
Les explications feront donc appel à des schémas espace-temps Le cours de R. Feynmann Mécanique I chapitres 15-16-17 : facile à lire et indis-.
1. INTRODUCTION
Comme on le verra il n'est pas toujours facile de faire la différence entre les Un autre exemple est celui de la définition des droits et exceptions du ...
Éduquer à lesprit critique. Bases théoriques et indications pratiques
S'appuyer sur une définition simple claire et opérationnelle de l'esprit critique qui puisse servir à préciser clairement les objectifs de son éducation ;.
Honors Project 13: A Simple Proof That E = mc2
formula E = mc2 establishes a relationship between the increase E in kinetic energy of the object the increase m in its mass
Physique Générale B
et on a une relation entre l'énergie et la masse E = mc2 – pas inclus dans Avec la définition de la quantité de mouvement p = mv la force est la ...
COURS DE FORTRAN 90
– le plus simple : donner en entrée le tableau et ses dimensions (”assumed size array” en anglais) : program exproc real dimension (100) :: tab ...
Notes de cours sur la mécanique quantique
2 fév. 2015 1.5.1 Définition et propriétés générales . ... passages plus ou moins faciles à assimiler et plus ou moins appréciés.
TheSimplestDerivationofE=mc2 - Stanford University
Themass-energyequationE=mc2isoneofthefundamentalprinciplesinphysicsrevealing thatmassandenergyareequivalent Howeveraftermorethan100yearsthetheoryof relativitystillisn'twidelyacceptedascommonknowledge Thisissuemaystemfromour inabilitytopresenttheinformationinamorecomprehensiblemannertothepublic Simplified
2 Einstein's Formula: E=MC - CYSF
What is E=mc2 E=mc2 is a formula created by Albert Einstein It is one of the most famous formulas ever created to be in physics The value of each variable within this equation/formula is shown below: E = M C 2 Energy measured in joules Mass measur ed in kg Equal Speed of Light (3 00x10 meters per second) Squared
E = m c2 l’équation de Poincaré Einstein et Planck - Annales
E=mc2 traduisant la possibilité de convertir la matière (de masse m) en énergie (E) et inversement ou l’équivalence de masse et de l’énergie – c étant la vitesse de la lumière dans le vide - est le fruit exclusif des cogitations géniales Einstein sur la théorie de la relativité
Vue d’ensemble
C'est sous le stylo d'Albert Einstein que, dans le cadre de ses travaux sur la relativité restreinte, apparait pour la première fois la désormais célébrissime formule : E = mc
Comprendre la formule
Décomposons la formule. En physique, comme en chimie, il faut savoir décrypter les différents éléments d'une formule. Ici, E est l'énergie, m, la masse et c, la vitesse de la lumière dans le vide.
MÉCANIQUE I
PHQ114
parDavid SÉNÉCHAL
Ph.D., Professeur Titulaire
UNIVERSITÉ DESHERBROOKE
Faculté des sciences
Département de physique
30 mai 2018
2Table des matières
1 Introduction historique7
2 Mouvement d"un point9
A Mouvement en une dimension. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
B Mouvement en trois dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
2.B.1 Vecteurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.B.2 Dérivées d"un vecteur : vitesse et accélération. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
C Rotations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
D Référentiels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.D.1 Changement d"origine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.D.2 Changement de référentiel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.D.3 Transformation de la vitesse et de l"accélération. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
3 Les lois du mouvement29
A Les lois du mouvement de Newton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
3.A.1 LesPrincipiade Newton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
3.A.2 Première loi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
3.A.3 Deuxième loi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
3.A.4 Troisième loi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
B Systèmes de particules et centre de masse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
C Gravitation universelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
3.C.1 Loi de la gravitation universelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
3.C.2 Champ gravitationnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
3.C.3 Forces fondamentales et forces macroscopiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
4 Applications élémentaires des lois du mouvement43
A Déterminisme classique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
4.A.1 Équations du mouvement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
4.A.2 Solution numérique des équations du mouvement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
B Forces élastiques ou de cohésion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
4.B.1 Loi de Hooke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
4.B.2 Force de contrainte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
4.B.3 Force d"étirement ou tension. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
4.B.4 Pendule simple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
C Pression et principe d"Archimède. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
4.C.1 Variation de la pression en fonction de la hauteur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
4.C.2 Principe d"Archimède. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
D Frottement et viscosité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
4.D.1 Coefficients de friction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
4.D.2 Force de viscosité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
E Mouvement dans un champ magnétique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
5 Énergie et Travail69
A Conservation de l"énergie en une dimension. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
B Conservation de l"énergie en trois dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
5.B.1 Forces conservatives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
5.B.2 Forces centrales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
C Potentiel gravitationnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.C.1 Potentiel gravitationnel d"un objet sphérique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
5.C.2 Force exercée sur un objet sphérique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
34TABLE DES MATIÈRES
5.C.3 Potentiel gravitationnel à la surface de la Terre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
5.C.4 Énergie potentielle gravitationnelle et centre de masse. . . . . . . . . . . . . . . . . .76
D Énergie potentielle et stabilité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
E Travail. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
5.E.1 Théorème travail-énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
5.E.2 Travail et forces non conservatives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.E.3 Travail et chemin parcouru. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
5.E.4 Principe de Bernoulli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
F Énergie de plusieurs objets en interaction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
5.F.1 Théorème travail-énergie dans le cas d"un système de particules. . . . . . . . . . . . .84
G Conservation de l"énergie et formes d"énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
6 Conservation de la quantité de mouvement95
A Collisions élastiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
6.A.1 Collision en une dimension. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
6.A.2 Collision en deux dimensions : angle de diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
6.A.3 Cas de masses égales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
6.B.2 Variation de l"énergie interne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
C Objets à masse variable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
D Invariance par translation et conservation de la quantité de mouvement. . . . . . . . . . . .106
7 Mouvement dans un champ de force central113
A Moment cinétique et loi des aires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
7.A.1 Moment d"un vecteur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
7.A.2 Conservation du moment cinétique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
7.A.3 Loi des aires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
B Potentiel central et orbites. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
C Problème de Kepler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
7.C.1 Propriétés des coniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
7.C.2 Correspondance avec les coordonnées cartésiennes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
D Orbites elliptiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
7.D.1 Troisième loi de Kepler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
7.D.2 Énergie, moment cinétique et vitesses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
7.D.3 Équation de Kepler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
7.D.4 Éléments d"une orbite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
E Le problème à deux corps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
8 Moment cinétique et rotation des corps137
A Moment cinétique et centre de masse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
8.A.1 Absence de couple interne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
8.A.3 Couple dans un champ gravitationnel uniforme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
8.A.4 Conservation du moment cinétique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
B Invariance par rotation et conservation du moment cinétique. . . . . . . . . . . . . . . . . .141
C Équilibre statique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
D Vitesse angulaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
E Rotation autour d"un axe fixe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
8.E.1 Théorème de Huygens. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
F Énergie cinétique de rotation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
8.F.1 Relation entre couple et énergie potentielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
G Mouvement de précession. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
8.G.1 Précession des équinoxes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
8.G.2 Précession des spins nucléaires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154
8.G.3 Résonance magnétique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154
H Mouvement libre d"un objet rigide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
TABLE DES MATIÈRES5
8.H.1 Matrice d"inertie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
8.H.2 Axes fixes à l"objet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
8.H.3 Énergie de rotation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
9 Référentiels accélérés167
A Forces d"inertie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
9.A.1 Principe d"équivalence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168
B Référentiel tournant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
9.B.1 Force centrifuge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170
9.B.2 Force de Coriolis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
9.B.3 Force de Coriolis et systèmes climatiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172
9.B.4 Marées. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174
9.B.5 Pendule de Foucault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
C Mouvement libre d"un rigide : équations d"Euler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
D La toupie symétrique : angles d"Euler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
9.D.1 Angles d"Euler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
9.D.2 Précession uniforme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
9.D.3 Nutation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
9.D.4 Toupie dormante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
9.D.5 Diagramme énergétique et potentiel effectif. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
10 Relativité restreinte189
A Principe de relativité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
10.A.1 Transformation de Galilée. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
B Invariance de la vitesse de la lumière. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190
10.B.1 Mesures de la vitesse de la lumière. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190
10.B.2 Expérience de Michelson et Morley. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192
C Transformation de Lorentz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
10.C.1 Espace-temps et intervalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
10.C.2 Intervalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196
10.C.3 Contraction des longueurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
10.C.4 Dilatation du temps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
10.C.5 Transformation des vitesses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
D Effet Doppler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202
10.D.1 Effet Doppler non relativiste : source en mouvement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202
10.D.2 Effet Doppler non relativiste : observateur en mouvement. . . . . . . . . . . . . . . .202
10.D.3 Effet Doppler relativiste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
10.D.4 Effet Doppler gravitationnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
E Quadrivecteurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205
10.E.1 Invariants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205
10.E.2 Temps propre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
10.E.3 Quadri vitesse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
F Quantité de mouvement et énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207
10.F.1 Quadrivecteur impulsion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208
10.F.2 Travail et énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
10.F.3 Force et accélération. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210
10.F.4 Particules de masse nulle et effet Doppler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210
10.F.5 Collisions relativistes et équivalence masse-énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
G Problèmes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214
11 Annexes219
12 Produit vectoriel et produit triple221
A Produit vectoriel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
B Produit triple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222
13 Coordonnées curvilignes et repères locaux227
A Coordonnées cylindriques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .228
Table des matières
13.A.1 Vitesse et accélération en coordonnées cylindriques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .228
B Coordonnées sphériques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230
14 Notion de gradient233
15 Constantes physiques et astronomiques235
16 L"alphabet grec237
6CHAPITRE1
Introduction historique
La mécanique est la science du mouvement et de ses causes. Elle est considérée à juste titre comme la base
de l"apprentissage de la physique. Déjà chez les Grecs de l"antiquité des philosophes avaient formulé des
théories sur le mouvement. La pensée de la fin de l"Antiquité et du Moyen âge était dominée par l"oeuvre
d"Aristote(384=322), qui couvre tous les domaines d"étude de la nature, de la logique à la zoologie.
Une part importante de l"oeuvre d"Aristote porte sur le mouvement. Mais Aristote traite du mouvementcomme il traite de la zoologie : par une observation soignée des phénomènes, avec un certain sens de la
classification et, surtout, de manière essentiellementqualitative. Il distingue trois types de mouvement :
le mouvementnaturel, le mouvementviolentet le mouvementvolontaire.Les anciens distinguaient généralement quatre éléments : laterre, l"eau, l"airet lefeu. À chaque élément
on associait une sphère et les sphères des quatre éléments étaient imbriquées les unes dans les autres
dans l"ordre ci-haut, la terre étant la plus intérieure. Au-delà de la sphère du feu s"étendaient les sphères
célestes, associées aux différents astres. Ainsi, l"explication qu"Aristote donne à la chute d"une pierre est
que celle-ci tend naturellement à rejoindre la sphère de l"élémentterre. La même explication vaut pour
l"élévation dans les airs d"une flamme et l"écoulement de l"eau. D"autre part, Aristote affirme qu"une pierre
B, deux fois plus lourde qu"une autre pierre A, met deux fois moins de temps que A à tomber si on les
relâche simultanément d"une certaine hauteur.Par contre, le mouvement violent est essentiellement artificiel et temporaire. Une charrette qu"on tire subit
un mouvement violent. L"état naturel des objets terrestres étant le repos, une force est nécessaire pour
qu"un objet puisse se déplacer, même à vitesse constante. On a réalisé assez tôt que ce type d"argument
explique assez mal le mouvement d"une flèche qu"un archer décoche : quelle est donc la force qui fait
avancer la flèche dans son vol, alors qu"elle a perdu contact avec la corde de l"arc? Les aristotéliciens
soutiennent que l"air fendu par la flèche effectue un retour par derrière et pousse constamment la flèche
vers l"avant, jusqu"à ce qu"elle s"arrête et tombe par mouvement naturel. Certains penseurs médiévaux
ont fortement critiqué cette explication, en ajoutant que la flèche recevait une certaine qualité appelée
impetus(élan, en français) lors de son lancement et qu"elle épuisait progressivement cetimpetus. La notion
d"impetusest proche de notre notion de quantité de mouvement, mais il lui manque une définition précise,
quantitative.Quant au mouvement volontaire, il est le fruit de la volonté des êtres animés : un animal qui se déplace,
essentiellement. On voit à quel point la classification aristotélicienne du mouvement est superficielle et
peu féconde en explications véritables.Enfin, soulignons que les anciens, suivant Aristote, traçaient une démarcation claire entre la physique
terrestre et la physique céleste : le mouvement naturel des astres était circulaire et uniforme, même si plu-
sieurs cercles étaient nécessaires pour décrire le mouvement d"un astre donné. Les objets célestes étaient
réputés incorruptibles et éternels, alors que les objets terrestres (plus précisément, ceux du monde dit
sublunaire) étaient susceptibles de corruption, de changements. Résumons ainsi les principales caractéristiques de la physique aristotélicienne :La mouvement est décrit de manière entièrement qualitative, sans faire usage des mathématiques.
Ainsi, le mouvement est régi par des principes vagues et non par des lois physique précises. Le monde sublunaire et le monde céleste sont de natures très différentes. On distingue le mouvement naturel du mouvement violent. Ce dernier nécessite l"exercice d"une 7Chapitre 1. Introduction historique
force, sinon l"objet retourne à sa sphère d"influence et y demeure ensuite au repos.Galilée a été le premier à contester avec succès la physique d"Aristote, notamment à l"aide d"expériences
et d"observations, mais aussi en proposant que "le livre de la nature est écrit en langage mathématique»
et donc que les principes du mouvement doivent être énoncés mathématiquement. Galilée a le premier
décrit correctement le mouvement uniformément accéléré et la composition du mouvement, en particulier
d"un mouvement parabolique. Cependant, Galilée ne s"est pas affranchi de l"idée que le mouvement des
astres était naturellement circulaire, c"est-à-dire qu"il n"a pas ressenti le besoin d"une force centripète pour
qu"une planète tourne autour du Soleil. En fait, il considérait le mouvement linéaire comme la limite d"un
mouvement circulaire de rayon infini.Le XVIIe siècle a vu l"éclosion de la science moderne, dont la mécanique, l"astronomie et le calcul infinité-
simal formaient l"avant-garde. Descartes, malgré ses nombreuses erreurs dans le domaine de la physique,
stimulera beaucoup la réflexion autour du mouvement. Huygens après lui énoncera correctement les lois
des chocs (collisions). Il faudra cependant attendre Isaac Newton (1643/1727) pour qu"une mécanique
précise et universelle prenne forme. La mécanique classique repose sur ce qu"on appelle traditionnellement
lestrois lois de Newton, énoncées dans l"oeuvre principale de ce dernier, LesPrincipes mathématiques de la
philosophie naturelle(en latinPhilosophiae Naturalis Principia Mathematica), parue en 1687. La mécanique
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