Nous expliquons ce qu’est la deuxième loi de Newton, quelle est sa formule et dans quelles expériences ou exemples de la vie quotidienne elle peut être observée.
Qu’est-ce que la deuxième loi de Newton ?
La deuxième loi de Newton ou principe fondamental de la dynamique est le deuxième des postulats théoriques formulés par le scientifique britannique Sir Isaac Newton (1642-1727) sur la base d’études antérieures de Galileo Galilei et René Descartes.
Comme sa loi d’inertie , elle fut publiée en 1684 dans son ouvrage Mathematical Principles of Natural Philosophy , l’un des ouvrages fondamentaux de l’étude moderne de la physique . Cette loi exprime, selon les mots du savant en latin :
« Mutationem motus proportionnelleem esse vi motrici impressæ, & fieri secundum lineam rectam qua vis illa impressæ »
Ce qui veut dire:
» Le changement de mouvement est directement proportionnel à la force motrice imprimée et se produit le long de la ligne droite le long de laquelle cette force est imprimée . »
Cela signifie que l’ accélération subie par un certain corps est proportionnelle à la force qui lui est imprimée, qui peut être constante ou non. L’essence de ce qui est proposé par cette deuxième loi a à voir avec la compréhension que la force est la cause du changement de mouvement et de vitesse .
Voir aussi : Que sont les 3 lois de Newton ?
Formule de la deuxième loi de Newton
La formule fondamentale de ce principe newtonien est :
F = ma
F est la force.
m est la masse du corps.
a est l’accélération.
Par conséquent, l’accélération d’un objet peut être calculée en appliquant la formule a = ƩF/m , sauf que ƩF est la force nette appliquée sur le corps. Cela signifie que si la force exercée sur un objet est doublée, son accélération le sera également ; tandis que si la masse de l’objet est doublée, son accélération sera réduite de moitié.
Expériences sur la deuxième loi de Newton
Une expérience simple à réaliser qui teste la deuxième loi de Newton n’implique rien de plus qu’une batte et plusieurs balles. Ce dernier doit être appuyé et immobile sur un podium, et sera frappé avec la batte avec la même force.
Les boules seront classées par poids approximatif, pour noter comment la même force exercée se traduit par une accélération plus ou moins grande selon la masse de chaque boule.
Une autre expérience possible implique les mêmes boules de masse différente, qui cette fois seront larguées en ligne droite (chute libre) de telle manière que seule la gravité agit sur elles . Étant donné que cette dernière est une force constante, la différence de masse est le seul critère permettant à certains d’atteindre une accélération plus élevée, et donc de toucher le sol en premier .
Exemples de la deuxième loi de Newton
Un exemple simple de l’application de cette deuxième loi de Newton se produit lorsque nous poussons sur un objet lourd . L’objet étant au repos, c’est-à-dire avec une accélération nulle, on peut mettre l’objet en mouvement en exerçant sur lui une force qui surmonte l’ inertie et lui donne une certaine accélération.
Si l’objet est extrêmement lourd ou massif, c’est-à-dire qu’il a une masse importante, nous devrons exercer plus de force pour augmenter son mouvement.
Un autre exemple possible est une voiture qui accélère, grâce à la force que lui donne le moteur . Plus la force exercée par le travail du moteur est grande, plus la vitesse atteindra la voiture, c’est-à-dire plus l’accélération sera importante. Une voiture plus massive, par exemple un camion, aura besoin de plus de force pour obtenir la même accélération qu’une voiture plus légère.
Les autres lois de Newton
Outre la deuxième loi de Newton, le scientifique a proposé deux autres principes fondamentaux, qui sont :
- La loi de l’inertie . Qui se lit comme suit : « Chaque corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme à moins qu’il ne soit forcé de changer d’état par des forces qui lui sont imprimées. » Cela signifie qu’un objet en mouvement ou au repos ne modifiera pas son état à moins qu’une sorte de force ne lui soit appliquée.
- La loi de l’action et de la réaction . Qui se lit comme suit : « A toute action il y a une réaction égale mais de sens opposé : cela signifie que les actions mutuelles de deux corps sont toujours égales et dirigées dans le sens opposé. » Ce qui signifie qu’à chaque force exercée sur un objet s’oppose une force similaire exercée par lui, de sens opposé et d’égale intensité.
Continuez avec : Loi de la gravitation universelle