Dynamique - quantité de mouvement et moment angulaire
- prérequis
- quantité de mouvement
- impulsion
- conservation de la quantité de mouvement
- moment angulaire
- conservation du moment angulaire
- application : collisions / éjection
Prérequis
- mathématiques : addition de vecteurs, produit vectoriel, dérivées et intégrales
- cinématique (mouvements rectilignes et circulaires), dynamique : définition d'une force et d'un moment d'inertie.
Quantité de mouvement
Définition
\( \class{formule} { \class{symbol} {\vec{p}} = m . \vec{v} }\)
Lien avec la force
\( \class{formule} { \sum \vec{F} = \dfrac{d\vec{p}}{dt} }\)
Impulsion
impulsion I (ou J) subie par un corps : \( \class{formule} { I = Δ\vec{p} = \int \vec{F} . dt }\)
Conservation de la quantité de mouvement
Dans un système isolé, \( \class{formule} { \vec{p}_{tot} = \sum \vec{p}_i = cste }\).
Moment angulaire
\( \class{formule} { \class{symbol} { \vec{L} } = \vec{r} Λ \vec{p} }\)
Pour :
- un mouvement circulaire (moment angulaire orbital, £Lorb) ou
- un mouvement de rotation d'un solide sur lui-même (moment angulaire de spin £Lspin ou £S)
£L = I . £ω
Conservation du moment angulaire
Dans le cas
- d'une force centrale,
- et par rapport à un système de référence dont l'origine est au centre de la trajectoire,
alors £L = cste
Pour un système isolé, £Ltot = ∑ £Li = cste
Correspondance entre grandeurs linéaires et grandeurs angulaires
p ------> L