14.1 : Principe de l’impulsion et de la quantité de mouvement linéaire pour une particule

L'élan est un concept fondamental en physique qui décrit le mouvement d'un objet. C’est une quantité vectorielle, qui a une est représentée par le produit de la masse et de la vitesse, ainsi que de la direction le long de la vitesse de l'objet. D'autre part, l'impulsion linéaire, est un concept physique lié au changement de la quantité de mouvement linéaire d'un objet. L'impulsion est une quantité vectorielle définie comme le produit de la force et du temps pendant lequel la force est appliquée.

En plongeant dans l'équation du mouvement d'une particule de masse « m » dans un cadre de référence inertiel, l'accélération et la vitesse sont quantifiées. L'intégration de cette équation au fil du temps et la réorganisation des termes donnent une formule incarnant le principe de l'impulsion et de la quantité de mouvement. Ce principe affirme que la somme de l’élan initial de la particule et de toutes les impulsions appliquées dans une échelle de temps spécifique équivaut à l'impulsion finale. La visualisation est facilitée par des diagrammes d'impulsion et d'élan. Les diagrammes de quantité de mouvement représentent la direction et l'ampleur de l’élan initiale et finale, tandis que le diagramme d'impulsion délimite les impulsions à différents points le long du trajet de la particule.

Pour mieux élucider, ce principe peut être traduit en trois équations scalaires en résolvant les vecteurs en composants. Cette approche analytique capture l'essence de la dynamique des particules et établit une base pour comprendre des scénarios du monde réel impliquant des interactions de mouvement et de force.