FORMULES de PHYSIQUE
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DYNAMIQUE
-dynamique
1.DYNAMIQUE (le nom)
C'est l'étude des mouvements causés par des forces (c'est une notion parallèle à la cinématique qui est l'étude des mouvements en fonction du temps, mais sans parler des masses)
La dynamique comporte des dénominations spécialisées en fonction du domaine d'étude >>
-la dynamique mécanique
est l'étude des mouvements en fonction des forces appliquées
-l'aérodynamique : est un cas particulier de la Mécanique des fluides, concernant les déplacements dans les gaz et plus précisément dans l'air.
-la chromodynamique (quantique) est l'étude des interactions fortes, entre deux couleurs (au niveau des hadrons et quarks)
-l'hydrodynamique est un cas particulier d'étude des fluides standards
La force hydrodynamique dans un liquide est dite avancement
-l'électrodynamique
-l'électrodynamique simple est l'étude des réactions de certains corps quand il y a mouvement de charges électriques
-l'électrodynamique quantique est l'étude des interactions entre des charges électriques portées par les particules élémentaires
-la magnétohydrodynamique est un cas particulier d'hydrodynamique , pour les fluides soumis aux phénomènes électromagnétiques
-la thermodynamique est un autre cas particulier des fluides, dans le cadre de leur soumission à la chaleur
2.DYNAMIQUE (l'adjectif)
C'est un terme spécifiant l'évolution d'un corps envers le mouvement
de sa masse (donc cela implique le débit-masse). Exemples :
-le champ dynamique est l'évolution du débit-masse dans le temps et dans l'espace
-le FLUX dynamique est un débit-masse spatial et axial
-le MOMENT DYNAMIQUE
est le moment des forces extérieures de rotation, appliquées à un système
Son expression est donnée à travers le moment d’inertie centrifuge: Md = Ir.a'
où Ir(kg-m²/rad) est le moment d’inertie centrifuge et a’ (rad/s²) est l’accélération angulaire
-la viscosité dynamique est un débit-masse linéique
-l'action (grandeur dynamique) est le produit débit-masse par une surface
-l'énergie est le produit (débit-masse) x accélération
PRINCIPE FONDAMENTAL de la DYNAMIQUE ou 2° loi de Newton (dynamique)
F = v.dm / dt + m.dv / dt
où F(N)= force appliquée à un corps
v(m/s)= vitesse du corps (éventuellement variable)
m(kg)= masse du corps (éventuellement variable)
t(s)= temps
On en déduit
-le principe d’action: la force est liée à la vitesse
Ce qui est traduit aussi par la loi de d’Alembert F = m.g où F(N)= force appliquée à un corps de masse constante m(kg) soumis à une accélération g(m/s)
-le principe d’action-réaction: pour un phénomène d’équilibre, une force "active" implique la compensation d’une force "réactive"
L’équilibre dynamique d’un corps est réalisé quand la somme des forces agissantes sur ce corps est nulle (3° loi de Newton).
En outre, il faut que la somme des moments des couples de forces soit nulle
Exemple du coup de poing: l'énergie développée dans un fort coup de poing est de 12 Joules.
--si il est encaissé par un matériau mou (corps humain) il y a un peu de chaleur produite et beaucoup de réaction physique des tissus (écrasements, bleus)
--si il est encaissé par un matériau rigide (brique) il y a un peu de chaleur produite et beaucoup de réaction physique du matériau (déformation et le plus souvent rupture)
-le principe d’inertie exprime la constance (pérennité) de la quantité de mouvement --qui est par définition une grandeur dynamique--
Q'm= m.v
où Q'm ( kg-m/s)= quantité de mouvement (appelée parfois moment linéaire) d'un mobile de masse m(kg) et v(m/s)= sa vitesse
-la loi de l’énergie cinétique: (Ec) >>> l’énergie cinétique de translation d’un solide de masse m(kg) et de vitesse v(m/s) vaut = (1/2) m.v²
LOIS DE LA DYNAMIQUE RELATIVISTE
Ce sont les lois fondamentales ci-dessus, modifiées pour les phénomènes impliquant de très grandes vitesses
L’expression F’n = 1 / (1- v² / c²)1/2 est le facteur relativiste (où v = vitesse et c = constante d’Einstein, soit 2,99792458.108 m/s))
-la force devient >>> F = d(m0.v.F’n) / dt
où m0(kg) est la masse du mobile au repos et t(s) est le temps
-la quantité de mouvement devient >>> Q’m = m0.v.F’n
-l’énergie cinétique relativiste est >>> Ec= m0.c²(F’n -1)
-l'énergie d'une particule massive devient >>> E = [p² c² + m0 ² c4]1/2
où p est l'énergie volumique (équivalent d'une pression) en J/m3