L’inertie et les lois du mouvement

L’inertie est le nom donné à 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 soumis à 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 oisif ou paresseux, et a été utilisé pour la première fois par Johannes Kepler.

Inertie et masse

L’inertie est une qualité de tous les objets faits de matière qui possèdent une masse. Ils continuent à faire ce qu’ils font jusqu’à ce qu’une force change leur vitesse ou leur direction. Une balle qui reste immobile sur une table ne se met pas à rouler à moins que quelque chose ne la pousse, que ce soit votre main, une rafale d’air ou des vibrations de la surface de la table. Si vous lancez une balle dans le vide sans frottement de l’espace, elle continuera à rouler à la même vitesse et dans la même direction pour toujours, sauf si la gravité ou une autre force, telle qu’une collision, l’y pousse.

La masse est une mesure de l’inertie. Les objets de masse plus élevée résistent davantage aux changements de mouvement que les objets de masse plus faible. Une balle plus massive, comme une balle en plomb, nécessitera une plus grande poussée pour commencer à rouler. Une boule de styromousse de même taille mais de faible masse peut être mise en mouvement par une bouffée d’air.

Les théories du mouvement d’Aristote à Galilée

Dans la vie de tous les jours, nous voyons des balles rouler pour s’arrêter. Mais elles le font parce qu’elles sont soumises à la force de gravité et aux effets de la friction et de la résistance de l’air. Parce que c’est ce que nous observons, pendant de nombreux siècles, la pensée occidentale a suivi la théorie d’Aristote, qui disait que les objets en mouvement finiraient par s’immobiliser et qu’il fallait une force continue pour les maintenir en mouvement.

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Au XVIIe siècle, Galilée a expérimenté le roulement de balles sur des plans inclinés. Il a découvert que lorsque la friction était réduite, les billes roulaient sur un plan incliné atteignant presque la même hauteur et remontaient sur un plan opposé. Il a pensé que s’il n’y avait pas de friction, elles descendraient une pente et continueraient à rouler sur une surface horizontale pour toujours. Ce n’était pas quelque chose d’inné dans la balle qui l’empêchait de rouler, c’était le contact avec la surface.

La première loi de Newton sur le mouvement et l’inertie

Isaac Newton a développé les principes indiqués dans les observations de Galilée pour en faire sa première loi du mouvement. Il faut une force pour empêcher la balle de continuer à rouler une fois qu’elle est mise en mouvement. Il faut une force pour changer sa vitesse et sa direction. Elle n’a pas besoin d’une force pour continuer à se déplacer à la même vitesse dans la même direction. La première loi du mouvement est souvent appelée loi de l’inertie. Cette loi s’applique à un référentiel d’inertie. Le corollaire 5 de la 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 qu’il se déplace uniformément vers l’avant en ligne droite sans mouvement circulaire.

Ainsi, si vous lâchez une balle sur un train en mouvement qui n’accélère pas, vous verrez la balle tomber tout droit vers le bas, comme sur un train qui n’est pas en mouvement.

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