La quantitédansmouvement est grandeur la physique vectorielle définie par le produit de la masse, en kilogrammes, et de la vitesse, en mètres par seconde. C'est l'une des grandeurs les plus importantes de la dynamique car elle est liée à d'autres grandeurs, telles que force, impulsion et énergie cinétique. La quantité de mouvement, également appelée quantité de mouvement linéaire, est dimensionnellement égal à la grandeur d'impulsion, dont l'unité de mesure est le kg.m/s ou même N.s.
Ces quantités sont liées les unes aux autres par le 2e loi de Newton, qui stipule que la force nette sur un corps provoque une variation de la quantité de mouvement sur une certaine période de temps. Aussi, selon le principe de conservation de la quantité de mouvement, nous disons que dans les systèmes qui ne présentent aucune force dissipative, telle que la force de frottement, la quantité de mouvement totale doit être maintenue.
Formules Momentum
LES formule de la quantité de mouvement définit que le Pâtes multiplié par la vitesse est égal à tempslinéaire du corps.
Q – quantité de mouvement ou quantité de mouvement linéaire (kg.m/s)
m – masse (kg)
v – vitesse (m/s)
Étant donné que la quantité de mouvement est définie à partir de la Lois newtoniennes de la mécanique, la formule qui relie la force nette au changement de quantité de mouvement est la suivante :
Q – variation de la quantité de mouvement
QF et Qje – quantités de mouvement initiales et finales
t – intervalles de temps)
F – force nette (N)
A partir de la formule ci-dessus, on peut voir que le vecteur de la variation de la quantité de mouvement (Q) a la même signification que le vecteur de force résultant (FR). Par conséquent, lorsqu'un organisme est soumis à une force nette non nulle, sa quantité de mouvement variera dans la même direction et la même direction que la force résultante.
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Finalement, le L'énergie cinétique peut également être écrite en termes de quantité de mouvement.. Cette représentation de l'énergie cinétique indique que cette énergie peut s'écrire comme le rapport entre le carré de la quantité de mouvement et la masse du corps, multiplié par 2. Voir:
ETÇ – énergie cinétique (J)
Voirégalement:Comment résoudre des exercices sur les lois de Newton ?
Conservation de la quantité de mouvement
LES conservation de la quantité de mouvement c'est l'un des principes les plus importants de la physique. Selon ce principe, en l'absence de forces dissipatives, la quantité totale de mouvement d'un système doit rester constante. Cela indique que, dans les situations où ils surviennent collisions, par exemple, le produit de la masse et de la vitesse des corps doit être égal avant et après le contact entre eux - dans ces cas, on dit que la collision était parfaitement élastique.
Dans ce cas, la formule utilisée pour exprimer la conservation de la quantité de mouvement est la suivante :
mLES dansB – masses des corps A et B
vLES et toiB– vitesses des corps A et B avant la collision
v'LES et voirB– vitesses des corps A et B après la collision
Voirégalement: Impulsion et quantité de mouvement
Exercices résolus sur la quantité de mouvement
Question 1) (Uerj) Le graphique ci-dessous indique la variation de l'accélération a d'un corps, initialement au repos, et la force F agissant sur lui.
Lorsque la vitesse du corps est de 10 m/s, sa quantité de mouvement, en kg.m/s correspond à :
a) 50
b) 30
c) 25
d) 15
Modèle: la lettre B.
Résolution:
Tout d'abord, vous devez découvrir quelle est la masse du corps à partir du graphique et en utilisant la formule de force résultante.
Enfin, l'exercice nous demande de calculer la quantité de mouvement lorsque la vitesse du corps est 10 m/s. Pour cela, il suffit de faire le calcul suivant :
Sur la base du résultat obtenu, l'alternative correcte est la la lettre B.
Question 2) (UECE) Considérons un wagon avec une cargaison nette qui est tirée par une locomotive sur une voie horizontale droite. Négligez les frottements et considérez que la force appliquée par la locomotive à la voiture est constante. S'il y a fuite de cette cargaison, le moment linéaire de l'ensemble formé par le wagon et la charge à l'intérieur :
a) elle ne varie que par l'application de la force.
b) varie par l'application de la force et par la variation de masse.
c) elle ne varie que par la perte de masse du wagon.
d) ne varie pas même avec le changement de masse.
Modèle: la lettre B,
Résolution:
Comme nous l'avons déjà vu, la force nette appliquée à un corps dépend de la variation de la quantité de mouvement, qui à son tour dépend à la fois de la masse et de la vitesse du corps. Voir la relation entre la force et la quantité de mouvement :
Question 3) (Fatec) Dans un cours du cours de logistique aéroportuaire, le professeur propose aux étudiants de déterminer la quantité de mouvement de l'avion de type 737-800 dans un vol de croisière, compte tenu des conditions idéales. Pour cela il présente des valeurs approximatives, fournies par l'avionneur.
Informations |
Donné |
Masse maximale au décollage |
79 000 kg |
Vitesse de croisière moyenne |
720 km/h |
Sur la base des données présentées dans le tableau, le résultat approximatif attendu est, en kg.m/s :
a) 1.6.107
b) 2.0.107
c) 2.6.107
d) 3.0.107
e) 3.6.107
Modèle: lettre a.
Résolution:
La résolution de l'exercice nécessite que la vitesse de l'avion soit convertie de kilomètres par heure en mètres par seconde. Pour cela, le la valeur de 720 km/h doit être divisée par le facteur 3,6. Ensuite, multipliez simplement la masse et la vitesse du corps.
Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
HELERBROCK, Rafael. « Quantité de mouvement »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/quantidade-movimento-sua-definicao.htm. Consulté le 27 juin 2021.
