Quantité de mouvement: loi de la conservation, mécanique classique, relativiste et quantique

La quantité de mouvement ou la quantité de mouvement linéaire, également appelée impulsion, est définie comme une quantité physique dans la classification de type vecteur, qui décrit le mouvement qu'un corps effectue dans la théorie mécanique. Il existe plusieurs types de mécanique qui sont définis en termes de quantité de mouvement ou de quantité de mouvement.

La mécanique classique est l'un de ces types de mécanique et peut être définie comme le produit de la masse du corps et comme la vitesse de déplacement à un moment donné. La mécanique relativiste et la mécanique quantique font également partie de la dynamique linéaire.

Il existe plusieurs formulations sur la quantité de mouvement. Par exemple, la mécanique newtonienne le définit comme le produit masse par vitesse, alors que dans la mécanique lagrangienne, l'utilisation d'opérateurs auto-adjoints définis sur un espace vectoriel dans une dimension infinie est requise.

La quantité de mouvement est régie par une loi de conservation, qui stipule que la quantité totale de mouvement de tout système fermé ne peut être modifiée et restera toujours constante dans le temps.

Loi de la conservation de la quantité de mouvement

En termes généraux, la loi de la conservation de la quantité de mouvement stipule que, lorsqu'un corps est au repos, il est plus facile d'associer l'inertie à la masse.

Grâce à la masse, nous obtenons la magnitude qui nous permettra de retirer un corps au repos et, dans le cas où le corps est déjà en mouvement, la masse sera un facteur déterminant lors du changement de direction de la vitesse.

Cela signifie que, selon l'ampleur du mouvement linéaire, l'inertie d'un corps dépendra à la fois de la masse et de la vitesse.

L'équation du moment exprime que le moment correspond au produit de la masse par la vitesse du corps.

p = mv

Dans cette expression, p est la quantité de mouvement, m la masse et v la vitesse.

Mécanique classique

La mécanique classique étudie les lois du comportement des corps macroscopiques à des vitesses bien inférieures à celles de la lumière. Cette mécanique de la quantité de mouvement est divisée en trois types:

Mécanique newtonienne

La mécanique newtonienne, du nom d'Isaac Newton, est une formule qui étudie le mouvement des particules et des solides dans un espace tridimensionnel. Cette théorie est subdivisée en mécanique statique, mécanique cinématique et mécanique dynamique.

La statique traite les forces employées dans un équilibre mécanique, la cinématique étudie le mouvement sans tenir compte de son résultat et la mécanique en étudie à la fois les mouvements et les résultats.

La mécanique newtonienne est surtout utilisée pour décrire des phénomènes qui se produisent à une vitesse bien inférieure à la vitesse de la lumière et à une échelle macroscopique.

Mécanique langragienne et hamiltonienne

La mécanique langmanienne et la mécanique hamiltonienne sont très similaires. La mécanique langragienne est très générale; pour cette raison, leurs équations sont invariantes par rapport à tout changement intervenant dans les coordonnées.

Cette mécanique fournit un système d'un certain nombre d'équations différentielles connues sous le nom d'équations de mouvement, avec lesquelles on peut déduire comment le système va évoluer.

D'autre part, la mécanique hamiltonienne représente l'évolution momentanée de tout système par le biais d'équations différentielles du premier ordre. Ce processus permet aux équations d'être beaucoup plus faciles à intégrer.

Mécanique des médias continus

La mécanique des supports continus est utilisée pour fournir un modèle mathématique dans lequel le comportement de tout matériau peut être décrit.

Un média continu est utilisé lorsque nous voulons savoir la quantité de mouvement d'un fluide; dans ce cas, la quantité de mouvement de chaque particule est ajoutée.

Mécanique relativiste

La mécanique relativiste de la quantité de mouvement - suivant également les lois de Newton - établit que, puisque le temps et l'espace existent en dehors de tout objet physique, l'invariance de Galilée a lieu.

Pour sa part, Einstein soutient que la postulation des équations ne dépend pas d'un cadre de référence mais accepte que la vitesse de la lumière est invariable.

Dans l’élan, la mécanique relativiste fonctionne de manière similaire à la mécanique classique. Cela signifie que cette magnitude est plus grande lorsqu'il s'agit de grandes masses qui se déplacent à très grande vitesse.

À son tour, il indique qu'un objet de grande taille ne peut pas atteindre la vitesse de la lumière car son impulsion serait finalement infinie, ce qui constituerait une valeur déraisonnable.

Mécanique quantique

La mécanique quantique est définie comme un opérateur d'articulation dans une fonction d'onde et suit le principe d'incertitude de Heinsenberg.

Ce principe établit des limites à la précision du moment et à la position du système observable, et les deux peuvent être découverts en même temps.

La mécanique quantique utilise des éléments relativistes pour résoudre divers problèmes; Ce processus est connu sous le nom de mécanique quantique relativiste.

Relation entre momentum et momentum

Comme mentionné précédemment, la quantité de mouvement est le produit de la vitesse par la masse de l'objet. Dans le même domaine, il existe un phénomène appelé impulsion, qui est souvent confondu avec la quantité de mouvement.

L'impulsion est le produit de la force et du temps pendant lesquels la force est appliquée et est caractérisée par une magnitude vectorielle.

La relation principale qui existe entre l’impulsion et la quantité de mouvement est que l’impulsion appliquée à un corps est égale à la variation d’impulsion.

A son tour, l'impulsion étant le produit de la force dans le temps, une certaine force appliquée dans un temps donné modifie l'ampleur du mouvement (sans prendre en compte la masse de l'objet).

Mouvement montant exercice

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