L'impulsion est une quantité en physique qui mesure les effets d'une force sur un corps sur une période de temps. Tout comme la force, l’impulsion est une grandeur vectorielle qui requiert, outre sa valeur, la direction dans laquelle elle agit.
Puisque l’impulsion est le résultat de la multiplication d’une force et du temps, la direction et la direction de l’impulsion sont les mêmes que celles de la force.
Formule pour l'impulsion d'une force constante
En considérant la force agissant constante, l’impulsion peut être calculée par :
Où, dans le Système International de Mesures, nous avons :
I est le module d'impulsion, mesuré en N. s ;
F est la force, mesurée en Newtons ; est l'intervalle de temps, mesuré en secondes.
Théorème d'impulsion
Le théorème de l'impulsion est utilisé pour déterminer l'impulsion d'un corps ou d'un point matériel soumis à l'action de plusieurs forces. Comme il existe des situations dans lesquelles le calcul de la force résultante est une tâche difficile, nous utilisons une autre grandeur dans cette tâche: la quantité de mouvement.
De cette manière, il est possible de déterminer l'impulsion de la force résultante qui agit dans un intervalle de temps, même sans connaître la résultante des forces, mais plutôt la variation de la quantité de mouvement.
La quantité de mouvement est le produit entre la masse et la vitesse du corps.
Où,
Q est l'intensité de l'élan,
m est la masse en kilogrammes,
v est la vitesse en mètres par seconde.
Le théorème de l'impulsion dit que l'impulsion résultante est égale à la variation de l'élan d'un corps dans la même plage d'action de la force.
Compte tenu de la masse constante dans l’intervalle de temps, on peut mettre en évidence m.
Où, est la vitesse au dernier instant ;
est la vitesse à l’instant initial.
Voir aussi Quantité de mouvement.
Calcul d'impulsion à l'aide du graphique force x temps
Comme l'impulsion est le résultat du produit entre la force et le temps pendant lequel elle agit, l'intensité de l'impulsion est numériquement égale à l'aire du graphique.
L'aire du rectangle est le produit de la base (t2 - t1) et de la force F.
Exercices d'impulsion résolus
Exercice 1
Une force constante d'intensité 9 N agit sur un point matériel pendant 5 s. Déterminez l’ampleur de l’impulsion obtenue.
Réponse: 45N. s
L'impulsion est le produit entre le module de force et le temps d'actionnement.
Exercice 2
Un corps d'une masse de 3 kg se déplace dans une direction constante sous l'action de forces et accélère, augmentant sa vitesse de 2 à 4 m/s. Déterminez l'impulsion résultante pendant le processus d'accélération.
Réponse: 6 N.s
Comme on ne connaît pas l’intensité de la force résultante qui détermine le mouvement, mais que l’on connaît sa masse et la variation de vitesse, on peut déterminer l’impulsion à l’aide du théorème de l’impulsion.
Exercice 3
L'intensité de la force résultante agissant sur un corps pesant 5 kg varie avec le temps, comme le montre le graphique. Déterminer l'intensité de la force d'impulsion F, dans l'intervalle de 0 à 15 s.
Réponse: 125N. s.
Le module d'impulsion est numériquement égal à la surface déterminée entre la ligne graphique et l'axe du temps.
L'intensité de la force augmente de 0 à 10 N, entre 0 et 5 s. En calculant l'aire du triangle on a :
Où b est la base et h, la hauteur.
Après 5 s, la force reste constante pendant 10 s, formant un rectangle.
La superficie totale est de 25 + 100 = 125.
L'intensité de l'impulsion est de 125 N. s.
ASTH, Rafael. Impulsion: comment calculer, formules et exercices.Tout compte, [s.d.]. Disponible en: https://www.todamateria.com.br/impulso/. Accès à:
Voir aussi
- Quantité de mouvement
- Travailler en physique
- Hydrostatique
- Énergie mécanique
- Force gravitationnelle
- Force de friction
- Pression atmosphérique
- Puissance et performances mécaniques
