Nous expliquons ce qu’est la première loi de Newton ou loi d’inertie, son histoire, sa formule et ses exemples. Aussi, d’autres lois de Newton.
Quelle est la première loi de Newton ?
La première loi de Newton, la première loi du mouvement de Newton ou la loi de l’inertie est connue comme le premier postulat théorique proposé par le scientifique et mathématicien anglais Isaac Newton, concernant la nature physique du mouvement .
Avec le reste de ses lois (la seconde et la troisième), ce qui est exprimé dans ce premier commandement de la physique du mouvement fait partie des préceptes fondamentaux avec lesquels opère la mécanique newtonienne ou la mécanique classique. Ces découvertes ont révolutionné à jamais la compréhension de la matière par les scientifiques du monde entier.
La perspective de Newton a été considérée comme valable, en fait, pour les siècles à venir, jusqu’à ce que les progrès contemporains de la physique et de la technologie imposent la recherche de nouvelles théories.
Albert Einstein a réalisé des études et des contributions qui ont permis l’inauguration de la mécanique relativiste, qui diffère de la mécanique newtonienne en ce qu’elle manque d’un point de référence absolu, même en considérant des grandeurs telles que le temps et l’espace comme relatives.
La première loi de Newton se lit comme ceci :
Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.
En espagnol, cela se traduit :
« Chaque corps continue dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme, non loin des forces imprimées pour changer sa position » .
Cela signifie qu’un objet tend toujours à maintenir son état – qu’il soit au repos ou en mouvement rectiligne uniforme – à moins qu’une force extérieure n’agisse sur lui qui l’oblige à changer d’état.
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Histoire de la première loi de Newton
Avant Newton, Galileo Galilei avait déjà esquissé une première loi d’inertie , dans laquelle il indiquait qu’un objet a tendance à maintenir son mouvement rectiligne et uniforme à moins d’être sollicité par une force qui l’oblige à modifier sa trajectoire.
Sa découverte a servi de base à Newton, qui, observant la trajectoire de la Lune dans le ciel , en a déduit que si elle ne s’élançait pas en ligne droite suivant une tangente à son orbite , c’est qu’une autre force agissait sur elle pour l’empêcher. Cette force qui l’empêche dans le cas céleste a été appelée gravité .
Newton a supposé que la force de gravité agissait à distance, puisque rien ne relie physiquement la Terre à la Lune. De même, lorsqu’un lanceur de balle olympique fait tourner l’instrument sur son propre axe et le libère finalement, il se déplace dans une certaine direction le long d’une ligne droite, mais finit par faire une parabole et tombe au sol.
Dans les deux cas, la gravité agit. Mais dans le cas de la balle, sa trajectoire est également affectée par le frottement avec l’air lors de son passage, ce qui diminue sa vitesse. Les découvertes de Galilée ont permis à Newton de postuler l’existence de la force de gravité .
Newton a publié ces disquisitions et d’autres, formant le corps de ses première et deuxième lois, dans son ouvrage Philosophiae naturalis rincipia mathematica (1687), l’un des plus grands traités de physique de tous les temps.
Formule de la loi d’inertie
La loi d’inertie de Newton répond à la formulation suivante :
ΣF = 0 ↔ a=dv/dt = 0
C’est une expression vectorielle, puisque les forces sont douées de sens et de direction. Cela signifie qu’en l’absence de forces extérieures, la vitesse reste constante dans le temps , c’est-à-dire que l’ accélération est nulle.
Voir aussi : Inertie
Exemples de la première loi de Newton
Il existe de nombreux exemples simples de ce que cette loi propose :
- Tous les objets tombent en ligne droite , à moins que la résistance du vent et/ou de l’air n’exerce sur eux (s’ils sont très légers) une certaine résistance qui modifie leur déplacement , comme cela se produit avec les feuilles des arbres.
- Une pierre au repos sur le sol ne bougera pas sans qu’une force initiale ne la pousse. Et une fois qu’il se déplace, il continuera à se déplacer jusqu’à ce que le toucher le ralentisse jusqu’à l’arrêt.
- Si une surface est polie pour minimiser sa force de frottement , comme c’est le cas avec les sols cirés, les mouvements auront tendance à durer beaucoup plus longtemps à moins d’être arrêtés par une force extérieure.
Les autres lois de Newton
Dans son ouvrage cité plus haut, on retrouve également la deuxième loi de Newton , dite « Principe fondamental de la dynamique ». Cette loi tente de quantifier la notion de force : le changement de mouvement d’un objet est directement proportionnel à la force motrice qui lui est imprimée et se produira selon la droite le long de laquelle ladite force est exécutée.
La troisième loi de Newton est connue sous le nom de principe d’action et de réaction , puisqu’elle stipule que pour toute force exercée sur un objet, il existe une force égale et opposée, c’est-à-dire de sens opposé, que l’objet exerce sur celui qui le touche. . Cela signifie que chaque action est accompagnée d’une réaction égale mais opposée.
Contrairement aux deux premières, la troisième loi du mouvement est entièrement originale de Newton , sans versions précédentes de Galileo, Hooke ou Huygens.
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