Sir Isaac Newton n’a pas seulement compris comment calculer des orbites. Il nous a donné les règles du comportement des objets physiques. Ces règles sont simples en apparence mais elles soutiennent le monde entier. Vous les voyez chaque fois que vous conduisez une voiture. Vous les ressentez lorsque vous sautez d’un trottoir. La physique derrière cette interaction est ce que nous appelons les lois du mouvement de Newton. Ils définissent la relation entre force et mouvement.
Pourquoi les objets continuent de faire ce qu’ils font
La première loi est souvent appelée loi de l’inertie. Cela semble compliqué. Ce n’est pas le cas. Cela dit simplement qu’un objet continuera à faire ce qu’il fait déjà à moins que quelque chose ne l’oblige à changer. Si un rocher repose sur le sol. Il y reste. Pour toujours. Sauf si vous le poussez. Si une rondelle de hockey glisse sur la glace. Il continue de glisser. A moins qu’un frottement ou un bâton ne l’arrête.
Cela ne fonctionne que dans un cadre de référence spécifique. Généralement. Ce cadre est la Terre. Nous supposons que le sol est immobile. Nous ne tenons pas toujours compte de la rotation de la planète. Mais pour les problèmes du quotidien. C’est assez proche. L’inertie est la résistance au changement en mouvement. C’est pourquoi vous faites une embardée lorsqu’un bus freine brusquement. Votre corps veut continuer à bouger à la même vitesse. Le bus s’arrête. Votre ceinture de sécurité exerce une force. Vous arrêtez. La loi explique pourquoi.
Les mathématiques de la force et de l’accélération
La deuxième loi est celle où les calculs deviennent réels. Cela relie trois choses. Forcer. Masse. Accélération. La formule est célèbre.
F = ma
La force est égale à la masse multipliée par l’accélération.
Cette équation vous indique exactement la force avec laquelle vous devez pousser quelque chose pour l’accélérer ou le ralentir. Cela montre également pourquoi les objets lourds sont difficiles à déplacer. Un camion a plus de masse qu’un vélo. Faire en sorte que le camion accélère au même rythme que le vélo. Il faut beaucoup plus de force.
L’accélération ne va pas seulement vite. Cela change de vitesse. Ou changer de direction. Si vous conduisez en cercle à vitesse constante. Vous accélérez toujours. Parce que votre direction change. La force nécessaire pour faire tourner la voiture provient du frottement des pneus sur la route. Aucun frottement. Pas de tour. Vous glissez simplement en ligne droite. La deuxième loi quantifie cette exigence.
La réalité de l’interaction
La troisième loi est la loi action-réaction. C’est souvent mal compris. Les gens pensent que les forces s’annulent. Ce n’est pas le cas. Ils agissent sur différents objets.
La loi le précise pour chaque action. Il y a une réaction égale et opposée. Deux corps en interaction exercent des forces l’un sur l’autre. Ces forces sont de même ampleur. Direction opposée.
Pensez à marcher. Vous poussez en arrière sur le sol. Le sol vous pousse. Cette poussée vers l’avant est ce qui vous fait bouger. C’est la même chose avec une fusée. Le moteur pousse le gaz vers l’arrière. Le gaz pousse la fusée vers l’avant. Les forces sont égales. Les résultats dépendent de la masse. Le gaz a très peu de masse. Ça jaillit vite. La fusée a une masse énorme. Cela bouge plus lentement. Mais la force est la même.
Ces lois ne sont pas de simples définitions de manuels. Ils constituent le fondement de l’ingénierie. Ponts. Des voitures. Avions. Tous s’appuient sur ces principes. Sans eux. Nous ne saurions pas construire quelque chose qui bouge ou qui reste immobile. L’univers suit ces règles. Toujours
