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L'inertie et les lois du mouvement

L'inertie et les lois du mouvement

L'inertie est le nom de la tendance d'un objet en mouvement à rester en mouvement, ou d'un objet au repos à rester au repos à moins d'être sollicité par une force. Ce concept a été quantifié dans la première loi du mouvement de Newton.

Le mot inertie vient du mot latin Iners, qui signifie inactif ou paresseux, a été utilisé pour la première fois par Johannes Kepler.

Inertie et messe

L'inertie est une qualité de tous les objets en matière possédant une masse. Ils continuent à faire ce qu'ils font jusqu'à ce qu'une force change de vitesse ou de direction. Une balle qui reste immobile sur une table ne commence à rouler que si quelque chose la pousse, que ce soit votre main, une bouffée d'air ou des vibrations de la surface de la table. Si vous jetiez une balle dans le vide sans frottement de l’espace, elle suivrait toujours à la même vitesse et dans le même sens, à moins d’être sollicitée par la gravité ou une autre force, telle qu'une collision.

Volker Möhrke / Getty Images

La masse est une mesure d'inertie. Les objets de masse supérieure résistent mieux aux changements de mouvement que les objets de masse inférieure. Une balle plus massive, comme celle en plomb, aura besoin de plus de poussée pour la faire rouler. Une boule de mousse de polystyrène de même taille mais de faible masse peut être mise en mouvement par un souffle d'air.

Théories du mouvement d'Aristote à Galilée

Dans la vie de tous les jours, nous voyons des billes roulantes s’immobiliser. Mais ils le font parce qu'ils sont soumis à la force de gravité et aux effets du frottement et de la résistance de l'air. Parce que c’est ce que nous observons, la pensée occidentale a suivi pendant des siècles la théorie d’Aristote, qui affirmait que les objets en mouvement s’arrêtaient et qu’il fallait une force continue pour les maintenir en mouvement.

Au dix-septième siècle, Galilée a expérimenté le roulement de billes sur des plans inclinés. Il a découvert que lorsque les frottements diminuaient, les billes roulées sur un plan incliné atteignaient presque la même hauteur, remontant ainsi sur un plan opposé. Il a expliqué que s'il n'y avait pas de frottement, ils rouleraient sur une pente puis continueraient à rouler sur une surface horizontale pour toujours. Ce n'est pas quelque chose d'inné dans la balle qui l'a empêchée de rouler; c'était le contact avec la surface.

Première loi de Newton sur le mouvement et l'inertie

Isaac Newton développa les principes énoncés dans les observations de Galilée dans sa première loi du mouvement. Il faut une force pour empêcher le ballon de continuer à rouler une fois qu’il est mis en mouvement. Il faut une force pour changer de vitesse et de direction. Il n'a pas besoin de force pour continuer à avancer à la même vitesse dans la même direction. La première loi du mouvement est souvent appelée loi d'inertie. Cette loi s’applique à un référentiel inertiel. Le corollaire 5 des Principia de Newton dit:

Les mouvements des corps inclus dans un espace donné sont les mêmes entre eux, que cet espace soit au repos ou avance uniformément en ligne droite sans mouvement circulaire.

De cette manière, si vous laissez tomber une balle sur un train en mouvement qui n'accélère pas, vous la verrez tomber tout droit vers le bas, comme vous le feriez sur un train qui ne bougeait pas.