Mouvement et interactions physiques
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ACCÉLÉRATION
L'accélération d'un corps en mouvement est définie comme la variation de sa vitesse pendant une durée égale à une unité de temps. Une accélération se mesure en mètre par seconde carrée (m/s2). Ainsi, en ligne droite, une automobile au repos (à l'arrêt) soumise à une accélération moyenne de 3 m/s2 atteint une vitesse de 3 m/s (environ 11 km/h) après 1 seconde et de 6 m/s (environ 22 km/h) après 2 secondes […]
AÉRODYNAMIQUE
L'aérodynamique est la science qui étudie l'action de l'air en mouvement, et en particulier les forces qui résultent du déplacement plus ou moins rapide des corps dans l'atmosphère. Par extension, on dit qu'un objet est " aérodynamique " si sa forme est telle que l'air ne s'oppose que faiblement à son déplacement. L'aérodynamique est essentielle à la conception des formes optimales des avions ; […]
AIMANT ET MAGNÉTISME
Un aimant est un minerai ou un morceau de métal qui peut attirer certains métaux. La force des aimants, le magnétisme, est l'une des principales forces naturelles, comme l'électricité et la gravité. Elle fonctionne à distance, ce qui signifie qu'un aimant peut attirer un objet sans le toucher. Origine du magnétisme On sait depuis longtemps qu'un certain type de minerai, la magnétite, est un aimant naturel […]
ATTRACTION UNIVERSELLE
L'attraction universelle est le phénomène selon lequel 2 corps s'attirent, chacun exerçant sur l'autre une force F proportionnelle au produit de leurs masses, mais inversement proportionnelle au carré de leur distance. On écrit cette loi par la formule : F = GmM/d2, où m et M sont les masses (en kilogramme) des 2 corps, d […]
BOUSSOLE
Une boussole permet de s'orienter. Elle est composée d'une aiguille magnétique montée sur un pivot (petite tige). Cette aiguille tourne librement en pointant toujours vers le nord. Le pivot est au centre d'une rose des vents indiquant les points cardinaux. En alignant l'aiguille avec le nord, on peut en déduire les autres directions. La boussole fonctionne car la Terre est un grand aimant […]
CAPILLARITÉ
La capillarité est la propriété qu'ont les liquides - et en particulier l'eau - de remonter dans des tubes étroits. Ce phénomène s'explique par l'existence d'une force particulière (appelée tension superficielle), qui apparaît à l'interface de 2 fluides, comme l'eau et l'air, et qui s'oppose à la gravité. Lorsqu'un récipient contient un liquide avec une très grande surface libre, et qu'on plonge […]
CENTRIFUGE FORCE
La force centrifuge est la force qui agit sur un corps effectuant un mouvement de rotation. Cette force tend à éloigner le corps en mouvement du centre de la trajectoire. Ainsi, dans un virage, le passager d'une automobile se sent entraîné vers l'extérieur du virage. Cette force est un cas particulier des forces inertielles, parfois appelées fictives parce qu'elles ne sont pas le résultat d'une action extérieure […]
CHAMP, physique
En physique, le terme champ désigne une quantité qui prend différentes valeurs selon l'endroit et l'instant auxquels on la mesure. Par exemple, en météorologie, on peut décrire le temps qu'il fait sur un pays par le champ des températures, le champ des pressions barométriques, le champ des vitesses du vent. Dans ce dernier cas, on dit que le champ est vectoriel car la vitesse est un vecteur […]
CONSERVATION, physique
Les lois de conservation expriment en physique des propriétés fondamentales des interactions entre les corps. Elles sont issues d'observations et d'expériences répétées. Bien les connaître est indispensable.Un exemple célèbre est la conservation de la matière, exprimée par l'affirmation d'Antoine de Lavoisier en 1777 devant l'Académie des sciences : " Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme […]
CORIOLIS FORCE DE
La force de Coriolis est une force qui agit sur n'importe quel corps mobile dans un système tournant indépendamment. Elle agit perpendiculairement à la direction du mouvement du corps en déplacement dans le milieu, lui-même en rotation. Pour comprendre ce phénomène, le mieux est de prendre un exemple. Imaginons 2 pays situés à la même longitude, dans l'hémisphère Nord […]
FLOTTAISON
La flottaison est un phénomène physique qui repose sur un principe énoncé par le savant grec Archimède au 3e siècle av. J.-C. Il est le suivant : un objet plongé dans un fluide (de l'eau ou de l'air) reçoit une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du fluide déplacé par l'objet. La flottaison sur l'eau Lorsqu'un navire flotte sur l'eau, une partie de sa coque est sous l'eau […]
FORCE
Une force est une poussée ou une traction exercée sur un objet. Elle survient lorsque 2 objets interagissent, c'est-à-dire lorsque l'un des objets fait quelque chose à l'autre. Lorsque l'interaction cesse, la force s'arrête. Forces de contact et forces à distance Il existe 2 types de forces : les forces de contact et les forces à distance. Les premières surviennent lorsque des objets se touchent […]
GOUTTE ET MOUILLAGE, physique
Une goutte est une petite quantité de liquide. Lorsqu'elle est uniquement en contact avec un gaz, sa taille et sa forme dépendent des forces qui s'exercent sur elle. Si les forces sont très faibles, elle est presque parfaitement sphérique. Les gouttes de pluie La formation de la pluie est un exemple intéressant de la physique des gouttes. Un nuage est constitué de molécules d'eau venues, de l'océan par exemple, par évaporation d'eau liquide […]
GRAVITÉ ET GRAVITATION
Tous les objets s'attirent à cause d'une force d'attraction, la gravité. Cette force agit à distance : les objets n'ont pas besoin de se toucher pour être affectés. Par exemple, le Soleil, qui se trouve à des millions de kilomètres de la Terre, attire cette planète. La gravité sur Terre Sur Terre, la même force, la gravité, attire les objets vers le centre de la planète […]
GYROSCOPE
Un gyroscope est un appareil qui indique le changement de direction d'un objet en mouvement. Les gyroscopes sont surtout utiles pour la navigation. Ils aident à maintenir la trajectoire des aéronefs et des navires. Types de gyroscopesGyroscopes mécaniques Le plus ancien gyroscope est mécanique. Il est composé d'une roue qui tourne rapidement autour d'un axe, dans une sorte de cadre […]
INTERACTION, physique
Dans le langage courant, une interaction est une action réciproque entre 2 sujets, par exemple un échange d'énergie ou d'information : 2 boxeurs sont en interaction de façon souvent brutale ; 2 amis qui se téléphonent sont aussi en interaction, mais de manière plus pacifique. Dans le domaine scientifique, on étudie toutes sortes d'interactions entre différents éléments : par exemple, en écologie, […]
LOI, physique
Une loi physique est une affirmation quantitative, souvent exprimée par une formule, qui permet de relier plusieurs grandeurs mesurables. Par exemple, la loi d'Ohm (U = RI) relie la tension aux bornes U d'un dipôle électrique de résistance R à l'intensité du courant I qui le traverse. La plupart des lois ont une origine empirique, c'est-à-dire qu'elles […]
MAGNÉTISME TERRESTRE
La Terre agit comme un aimant qui est situé en son centre. Les lignes de forces du champ magnétique sont orientées nord-sud et agissent jusqu'à un millier de kilomètres de la Terre. Toutes les lignes de forces magnétiques convergent au pôle Sud magnétique, en direction du centre de la Terre, et divergent au pôle Nord magnétique. Ainsi, une boussole, qui est un aimant libre de pivoter sur […]
MARÉE
Le niveau des mers et des océans de la Terre monte et descend régulièrement. Ce phénomène est connu sous le nom de marée. On parle de marée haute quand le niveau des eaux est à son maximum, de marée basse quand il est à son minimum. Les marées se produisent dans tous les océans du monde, mais elles sont parfois si faibles qu'elles passent inaperçues […]
MASSE
Dans le langage courant, presque personne ne fait de différence entre la masse et le poids d'un objet. Mais ce sont en réalité deux notions bien différentes. La masse mesure la quantité de matière contenue dans un objet. Le poids est la force qui attire un objet vers le centre de l'astre sur lequel il se trouve. Dans notre vie quotidienne, cet astre est toujours la Terre : c'est pourquoi il est si difficile de distinguer le poids et la masse […]
MOUVEMENT
Lorsque nous disons qu'un objet est en mouvement, cela signifie habituellement qu'il se déplace. Mais, en science, la notion de mouvement a une signification particulière. Il s'agit d'un changement de position par rapport à un lieu ou à un objet immobile, appelé point de référence. Le mouvement est une notion difficile à saisir, parce que tout objet de l'Univers se déplace […]
MUR DU SON
On appelle " mur du son " un phénomène physique lié au déclenchement d'une onde de choc lorsqu'un objet dépasse la vitesse du son. Le physicien autrichien Ernst Mach, qui vécut à la fin du 19e et au début du 20e siècle, étudia ce phénomène. Il montra qu'un objet mobile comprime l'air lorsqu'il se déplace à une vitesse suffisamment élevée […]
PENDULE
Dans sa forme la plus simple, un pendule est un poids suspendu à l'extrémité d'une chaîne ou d'un câble attaché à un point fixe. Si on tire le poids de côté et qu'on le relâche, le pendule se balance, sans tourner ni vriller. Dans les années 1580, le scientifique italien Galilée découvrit que le mouvement d'un pendule est constant. En d'autres termes, il faut toujours le même temps au poids pour quitter son point de départ et y revenir […]
POIDS
Le poids d'un objet est la mesure de l'intensité de la force de gravitation sur lui. Il ne faut pas confondre la masse et le poids. Le poids P est égal au produit de la masse M par l'intensité g de l'accélération de la gravitation à l'endroit où se trouve l'objet : P = Mg. Il se mesure en newton (N), du nom du physicien anglais Isaac Newton, qui a beaucoup étudié la force de gravitation […]
RELATIVITÉ, THÉORIES DE LA
Dues à Albert Einstein, les deux théories de la relativité (restreinte et générale) se complètent tout en concernant deux aspects très différents de la physique. Leur formulation est mathématiquement très compliquée ; on ne peut les étudier qu'à l'université. La relativité restreinte La relativité restreinte considère le problème de la vitesse de la lumière et des particules très rapides […]
SUSTENTATION
La sustentation est un phénomène physique qui permet à un objet de voler, c'est-à-dire de se maintenir et de se mouvoir dans les airs. Comment vole un avion ? Dans le domaine aéronautique, la sustentation d'un avion est assurée par sa voilure, c'est-à-dire par ses ailes. Ainsi, lorsqu'un avion pénètre dans l'air, cet air s'écoule sur le dessus et le dessous de ses ailes […]
TRAJECTOIRE
La trajectoire d'un corps en mouvement est le chemin qu'il parcourt pendant son déplacement. L'étude des trajectoires est un sujet important en physique et en astronomie, mais c'est aussi un exercice quotidien lorsqu'on cherche la meilleure façon de se rendre d'un point à un autre. Il ne faut pas confondre la longueur du chemin parcouru et la longueur de la trajectoire : celle-ci est plus courte […]
TRAVAIL, physique
Dans le langage courant, on appelle travail toute activité nécessitant un effort. En physique, on dit qu'une force appliquée à un objet effectue un travail lorsqu'elle le met en mouvement ou qu'elle modifie son mouvement. Ainsi, un homme qui pousse un rocher avec une force F et le fait se déplacer de d mètres dans la direction de la force fournit un travail égal au produit F × d […]
VITESSE
La vitesse d'un corps en déplacement exprime le rapport de la distance qu'il parcourt par la mesure du temps écoulé. En physique, on mesure une vitesse en mètre par seconde (m/s) ; dans la vie courante, on l'exprime souvent en kilomètre par heure (km/h) [1 m/s = 3,6 km/h]. Pour les bateaux, on utilise le nœud, qui est égal à 1 mille marin par heure, soit 0,514 m/s […]
Documents
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Expression de la force de Coriolis
Si les effets de la force de Coriolis sont bien évidents, son explication est plus difficile. C'est un mathématicien français qui le premier en proposa une qui se révéla exacte.
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Interaction et force
En physique, quelle est la différence entre une force et une interaction ?
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L'effet lotus
La pluie s'étale sur une feuille de nénuphar alors qu'elle forme des perles d'eau qui glissent sur une feuille de lotus. Comment expliquer cela ? C'est l'effet lotus.
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Le temps est élastique à la vitesse de la lumière
Une expérience simple permet de comprendre que, à des vitesses proches de la lumière, le temps ne s'écoule pas avec constance.
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Unifications des 4 interactions
Et si les 4 interactions (gravitationnelle, électromagnétiques, nucléaire faible et nucléaire forte) qui régissent notre monde n'étaient que les diverses manifestations, à différentes échelles, d'une…