Mécanique newtonienne - Définition et Explications

La mécanique newtonienne est une branche de la physique. Depuis les travaux d'Albert Einstein, elle est souvent qualifiée de mécanique classique.

Théorie Grands domaines Concepts
Mécanique newtonienne (La mécanique newtonienne est une branche de la physique. Depuis les travaux d'Albert Einstein,...) Cinématique (En physique, la cinématique est la discipline de la mécanique qui étudie le...) - Lois du mouvement de Newton - Mécanique analytique (La mécanique classique peut être écrite (formalisée) de différentes manières. La plus...) - Mécanique des fluides (La mécanique des fluides est la branche de la physique qui étudie les écoulements de fluides...) - Mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) du point (Graphie) - Mécanique du solide - Transformation de Galilée (Les transformations de Galilée désigne le groupe de transformations qui permet de lier deux...) - Mécanique des milieux continus Dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une...) - Espace - Temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) - Longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) - Vitesse (On distingue :) - Vitesse relative (L'expression vitesse relative est communément utilisée, pour exprimer la différence...) - Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) - Moment cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) - Force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) - Énergie - Moment angulaire (En physique, le moment angulaire ou moment cinétique est la grandeur physique qui joue un rôle...) - couple - Loi de conservation (En physique, une loi de conservation (rien ne se perd, rien ne se crée) exprime qu'une propriété...) - Oscillateur harmonique (Les oscillateurs existent dans de nombreux domaines de la physique : mécanique, électricité...) - Onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) - Travail - Puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :)

Historique

Avant de devenir une science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) à part entière, la mécanique a longtemps été une section des mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide...).

De nombreux mathématiciens y ont apporté une contribution souvent décisive, parmi eux des grands noms tels que Euler, Cauchy, Lagrange, ... Jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, la mécanique a été le domaine applicatif naturel des mathématiques, le domaine dans lequel on pouvait tenter de faire entrer les faits expérimentaux dans le cadre rigoureux des mathématiques. Inversement, certains problèmes de mécanique ont donné naissance ou orienté l'intérêt des mathématiciens vers des théories telles que la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace...) ou les équations différentielles.

Historiquement, la mécanique statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut...) a été le premier domaine étudié par les savants. De l'antiquité jusqu'au Moyen Âge des notions fondamentales telles que l'équilibre, le célèbre bras de levier d'Archimède (Archimède de Syracuse (en grec ancien :...) ou encore la notion beaucoup plus abstraite de force ont été étudiées. Plus tard, l'intérêt s'est porté vers la dynamique, c'est-à-dire les phénomènes qui régissent le mouvement des solides, domaine dans lequel Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence,...), pour la chute des corps, et Newton dans ses célèbres Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ont apporté des contributions décisives.

Toutefois, jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, la mécanique se séparait en deux branches : la mécanique du point d'un côté et la mécanique des fluides de l'autre. Dans le cas de la mécanique du point, les objets étudiés sont supposés implicitement indéformables et le mouvement du solide complet peut alors être décrit par le mouvement d'un de ces points remarquables : le centre de gravité. Il a fallu attendre le courant du XIXe siècle pour voir apparaître les premières théories des solides déformables qui allaient permettre de réunir la mécanique des solides et la mécanique des fluides dans un même cadre, celui de la mécanique des milieux continus.

Parallèlement, un autre formalisme prenait naissance pour expliciter le mouvement des solides : Lagrange, dans un premier temps, puis Hamilton ont développé une approche dite analytique qui prenait comme axiome (Un axiome (du grec ancien αξιωμα/axioma,...) non plus l'équilibre des forces et de l'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) mais l'existence d'un potentiel d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) minimal auquel obéit tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) mouvement de solide. On peut démontrer que cette approche est rigoureusement équivalente à l'approche newtonienne ; elle permet toutefois de développer un formalisme radicalement différent. Les principaux domaines de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) ayant recours à la mécanique analytique sont la physique du solide et le mouvement de mécanismes complexes tels que les bras de robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et...).

Au début du XXe siècle, Einstein a développé sa célèbre théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de...) et a mis en évidence les insuffisances de la mécanique telle qu'elle a été décrite par Newton. Toutefois, il s'avère que cette dernière constitue un cas particulier de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) de la relativité dès lors que l'on considère des vitesses relativement faibles. On a alors défini la mécanique newtonienne, ou mécanique classique, comme le domaine de la physique qui décrit les mouvement des corps à des vitesses faibles devant celle de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) (soit très inférieures à 300 000 km/s environ). Dans ce domaine, tout en étant plus simple, elle fournit des résultats très voisins de ceux de la relativité restreinte (La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein...), adaptée quant à elle à tous les domaines de vitesse.

Conceptuellement, la mécanique a connu trois révolutions :

  1. la prise de conscience que c'est l'accélération qui est proportionnelle à la force (on pensait initialement que c'était la vitesse) ;
  2. la prise de conscience que le mouvement des planètes est régi par le même phénomène que la chute des corps, la fameuse attraction universelle de Newton ;
  3. la modélisation de la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) non plus par une force, mais par une déformation de l'espace avec la théorie de la relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale...) d'Einstein.
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