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Auteur(s)
-
Jean-Pierre BROSSARD : Professeur de Mécanique à l’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon
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Lire l’articleINTRODUCTION
La mécanique classique dans sa partie dynamique repose sur la loi de Newton qui est présente dans tous ses éléments (masse, action mécanique, repère privilégié, temps). La dynamique se propose de résoudre deux problèmes :
-
trouver le mouvement que prend un système quelconque lorsqu’il est soumis à ce que nous appelons les actions mécaniques ;
-
trouver les actions mécaniques qui permettront de donner à un système quelconque un mouvement particulier.
En elle‐même la loi fondamentale n’est pas opérationnelle. Il y a deux façons classiques d’obtenir des outils opérationnels. L’une dite méthode des théorèmes généraux, l’autre dite mécanique analytique. Dans cet article nous développerons , à la suite de la loi fondamentale, la méthode des théorèmes généraux qui est caractérisée principalement par les deux éléments suivants :
-
les actions mécaniques qui sont représentées par des vecteurs appelés forces et qui sont traitées à l’aide de la théorie des torseurs ;
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les lois du mouvement qui se traduisent par deux théorèmes à caractère vectoriel : le théorème de la somme dynamique et le théorème du moment dynamique.
Chacun de ces théorèmes se traduit par trois équations scalaires sur des axes appropriés.
Le calcul vectoriel est ici la forme la plus adaptée pour présenter les résultats, aussi cette forme de mécanique est-elle parfois désignée sous le nom de mécanique vectorielle.
Cependant, on rattache classiquement à l’exposé des théorèmes généraux à caractère vectoriel, un théorème à caractère scalaire : le théorème de l’énergie cinétique. Ce théorème très important est considéré comme une conséquence des théorèmes généraux.
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Loi fondamentale pour un système matériel
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3. Temps privilégié
La loi fondamentale suppose l’existence d’un temps privilégié comme il y a des repères privilégiés.
3.1 Objectivation de la notion de temps
Subjectivement, on reconnaît au temps 3 attributs : simultanéité, ordre de succession, durée. Ces notions sont bien représentées par des dispositifs que nous appelons d’une manière générale horloges. Nous avons la conviction que certains phénomènes physiques auxquels ces dispositifs donnent lieu se reproduisent identiques à eux‐mêmes, on les appelle périodiques. Parmi ces phénomènes, il faut en choisir un. Longtemps la rotation terrestre, supposée uniforme, représenta l’horloge universelle.
HAUT DE PAGE3.2 Étalon légal
On utilise maintenant comme phénomène périodique les vibrations atomiques des atomes de césium dans le vide ; une seconde contient 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133 .
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