L'impulsion et la quantité de mouvement

La quantité de mouvement

La quantité de mouvement est une grandeur physique qui est associée à la masse et à la vitesse d’un objet. 
On l’utilise pour étudier le comportement des objets qui entrent en collision les uns avec les autres. 
 
Tout comme l’énergie, la quantité de mouvement doit être la même au début et à la fin d’un problème.
 
Pour déterminer la quantité de mouvement d’un objet, on doit utiliser l’équation suivante :


On classe les collisions en trois catégories :

Collision inélastique

Collision entre deux objets au cours de laquelle la quantité de mouvement est conservée, mais où l’énergie cinétique ne l’est pas.

Collision parfaitement inélastique

Collision inélastique suite à laquelle deux objets restent accrochés après la collision.

Collision élastique

Collision entre deux objets au cours de laquelle la quantité de mouvement et l’énergie cinétique sont conservées.


Le canon

Un canon sur roulettes dont la masse est de 2 000 kg tire un boulet de 25 kg vers la droite.  Si le canon a une vitesse de recul de 2 m/s (vers la gauche), quelle est la vitesse du boulet?

Horizontalement, la somme des quantités de mouvement au départ doit être égale aux quantités de mouvement à la fin.

L’impulsion

L’impulsion représente la quantité de mouvement transmise à un objet. 
Pour modifier la quantité de mouvement d’un objet, on doit lui appliquer une force pendant un certain temps. 
 
L’équation pour déterminer l’impulsion est par conséquent:

L’impulsion peut aussi être calculée en déterminant l’aire sous la courbe d’un graphique de la force en fonction du temps.
 
Aire sous la courbe

La force appliquée à un traîneau est représentée sur le graphique ci-dessous.  Quelle impulsion lui a-t-on transmise ?



Puisque l’impulsion aura pour effet de faire varier la quantité de mouvement, on peut également affirmer que :

Comme les quantités de mouvement sont vectorielles dans l’équation précédente, il faudra faire une soustraction vectorielle pour déterminer l’impulsion.  Par contre, lorsque les deux quantités de mouvement ont la même orientation, il est possible de ne soustraire que les grandeurs des vecteurs.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse