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Physique · 术语表

什么是 Centre de masse ; quantité de mouvement d’un système?

Définition 19.1 Physique universitaire — 1re année · 第 19 章 — Systèmes de points ; introduction aux solides

Pour des points de masses mim_i situés en MiM_i, de masse totale M=∑miM = \sum m_i, le centre de masse (barycentre) GG est défini par

∑imi GMi→=0→,c.-aˋ-d.OG→=1M∑imi OMi→\sum_i m_i\,\vect{GM_i} = \vect 0, \qquad\text{c.-à-d.}\qquad \vect{OG} = \frac{1}{M}\sum_i m_i\,\vect{OM_i}

quelle que soit l’origine OO. La quantité de mouvement du système vaut P→=∑imiv→i=Mv→G\vect P = \sum_i m_i\vect v_i = M\vect v_G.

示例

Exemple 19.3 (Plongeuse, recul, choc)

Le GG de la plongeuse suit une parabole sous son seul poids, quelles que soient ses vrilles — ses muscles sont des forces intérieures. Un fusil de 4.0 kg4.0\,\mathrm{kg} qui tire une balle de 10 g10\,\mathrm{g} à 800 m/s800\,\mathrm{m}/\mathrm{s} : P→=0→\vect P = \vect 0 avant comme après, donc le fusil recule à 2.0 m/s2.0\,\mathrm{m}/\mathrm{s}. Deux voitures, 1000 kg1000\,\mathrm{kg} à 20 m/s20\,\mathrm{m}/\mathrm{s} et 1500 kg1500\,\mathrm{kg} à l’arrêt, qui s’accrochent : v=20000/2500=8.0 m/sv = 20000/2500 = 8.0\,\mathrm{m}/\mathrm{s} — quantité de mouvement conservée, tandis que 60%60\% de l’énergie cinétique est passée en tôles froissées et en chaleur. La quantité de mouvement se conserve dans tout choc ; l’énergie cinétique seulement dans les chocs élastiques (Exercice 19.12).

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