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Manuel Concis de Physique

Formules pour les Sections Clés

Dynamique

une branche de la mécanique qui étudie le mouvement des corps sous l'action des forces. Contrairement à la cinématique, la dynamique répond à la question : pourquoi un corps se déplace-t-il, c'est-à-dire qu'elle examine les causes des changements de mouvement – forces, accélérations, masse.

1. Lois de Newton

Première Loi de Newton (Principe d'Inertie) :

F=0⟹a=0
Que signifie cette formule ?

La première loi de Newton stipule : si aucune force n'agit sur un corps, ou si leur résultante est nulle, il conserve son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme.

Deuxième Loi de Newton (Force et Accélération) :

a=Fm
Que signifie cette formule ?

Cette formule décrit comment une force agissant sur un corps provoque son accélération. C'est la loi fondamentale de la dynamique.

Troisième Loi de Newton (Action et Réaction) :

F1 = – F2
Que signifie cette formule ?

Si un corps agit sur un autre, alors le second agit sur le premier avec une force égale en grandeur et opposée en direction. La loi de l'interaction.

2. Impulsion et sa Conservation

Loi de Conservation de l'Impulsion (dans un système fermé) :

p1+p2 = p1′+ p2′
Que signifie cette formule ?

Dans un système fermé, l'impulsion totale est conservée : avant et après interaction. L'apostrophe signifie "après". Cette loi fonctionne des atomes aux vaisseaux spatiaux.

Impulsion de Force (changement d'impulsion) :

F·Δt=Δ(m·v)
Que signifie cette formule ?

Une force agissant au fil du temps modifie l'impulsion d'un corps. C'est particulièrement important dans les interactions brèves mais puissantes — impact, tir, freinage.

Impulsion du Corps (quantité de mouvement) :

p=m·v
Que signifie cette formule ?

L'impulsion est la quantité de mouvement d'un corps, dépendant de sa masse et de sa vitesse. Plus un objet est massif et rapide, plus son impulsion est grande.

3. Mouvement Circulaire

Force Centripète (mouvement vers le centre) :

F= m·v2 R = m·ω2·R
Que signifie cette formule ?

Pour qu'un corps se déplace en cercle, une force est nécessaire qui le "tire" vers le centre. Elle augmente avec la masse et la vitesse, et diminue avec l'augmentation du rayon. Utilisée pour décrire les satellites, les manèges, les virages sur les routes.

Première Vitesse Cosmique (mouvement orbital) :

v= G·M R
Que signifie cette formule ?

C'est la vitesse minimale à laquelle un corps peut se déplacer en orbite autour d'une planète sans poussée de moteur. Pour la Terre, c'est environ 7,9 km/s. Dérivé de l'égalité de la force centripète et de la force gravitationnelle.

4. Forces d'Interaction

Loi de la Gravitation Universelle (force gravitationnelle) :

F=G· m1·m2 r2
Que signifie cette formule ?

La force gravitationnelle entre deux corps dépend de leurs masses et de la distance qui les sépare. C'est une loi universelle agissant dans tout l'Univers.

Poids d'un Corps (force de gravité sur le support) :

F=m·g
Que signifie cette formule ?

Le poids est la force avec laquelle un corps agit sur un support. Il diffère de la masse : il dépend de la gravité et est déterminé par m et l'accélération g.

Force de Frottement (dépend du support et de la rugosité) :

Ffr=μ·N
Que signifie cette formule ?

La force de frottement dépend des propriétés des surfaces (μ) et de la force avec laquelle le corps est pressé contre la surface (N).

Force Élastique (Loi de Hooke) :

F=–k·Δx
Que signifie cette formule ?

Loi de Hooke : la déformation provoque une force élastique qui tend à ramener le corps à son état original. La direction est opposée au déplacement.

Moment de Force (effet de rotation) :

M=F·d
Que signifie cette formule ?

Décrit l'« effet de rotation » d'une force. Plus le bras de levier d est grand, plus il est facile de faire tourner le corps avec la même force.

Force de Réaction Normale (réponse du support) :

N=m·g
Que signifie cette formule ?

Sur une surface plane, la force de support est égale au poids du corps et équilibre la force de gravité, agissant vers le haut.

Principe d'Archimède (force de poussée) :

FA=ρ·g·V
Que signifie cette formule ?

La force de poussée d'un fluide est égale au poids du volume déplacé. Elle agit vers le haut et aide les corps à flotter.

Pression du Fluide en Profondeur (pression hydrostatique) :

P=ρ·g·h
Que signifie cette formule ?

La pression dans un fluide augmente avec la profondeur et dépend de la densité ρ et de la gravité g. Cette formule est importante pour le calcul de la poussée, des gradients de densité et de la pression au fond des récipients. Elle est souvent utilisée conjointement avec le principe d'Archimède.