La quantité de mouvement est masse × vitesse : p = m v, mesurée en kg m/s. C’est un vecteur, donc la direction compte. Dans un système fermé, la quantité de mouvement totale avant un événement est égale à celle d’après : elle se conserve. Quand une arme tire, la balle part vers l’avant et l’arme recule vers l’arrière avec une quantité de mouvement égale et opposée.
La force est égale à la variation de la quantité de mouvement au cours du temps : F = m Δv ÷ Δt. Allonger le temps d’arrêt réduit la force. Les dispositifs de sécurité des voitures, comme les zones de déformation, les ceintures et les airbags, allongent tous la durée d’une collision, ce qui réduit la force sur les passagers. Les casques de vélo et les tapis de réception fonctionnent de la même façon.
Exemple corrigé
Un chariot de 2 kg à 3 m/s heurte un chariot immobile de 1 kg et s’y accroche. Quelle est leur vitesse après ?
- Quantité de mouvement avant = 2 × 3 + 1 × 0 = 6 kg m/s.
- Quantité de mouvement après = (2 + 1) × v = 6.
Réponse:v = 2 m/s.
Mots clés
- quantité de mouvement
- masse × vitesse, en kg m/s
- conservation de la quantité de mouvement
- la quantité de mouvement totale est la même avant et après
- impulsion
- variation de la quantité de mouvement : force × temps
- zone de déformation
- partie d’une voiture qui s’écrase pour allonger la durée de la collision
De nouvelles questions à chaque fois.
Référencé aux NGSS: HS-PS2-2