Inertie


Inertie
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En physique, et dans un référentiel galiléen (dit inertiel), l'inertie d'un corps est sa résistance à une variation de vitesse. L'inertie est fonction de la masse du corps : plus celle-ci est grande, plus la force requise pour modifier son mouvement sera importante[1].

La notion d'inertie est à la base du principe d'inertie, première loi de Newton. Elle est encore considérée comme la norme en physique classique. Elle a dû être réinterprétée et augmentée afin de refléter les développements de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique.

Sommaire

Historique

« La force qui réside dans la matière (vis insita) est le pouvoir qu'elle a de résister. C’est par cette force que tout corps persévère de lui-même dans son état actuel de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite. »

— Isaac Newton, Principes mathématiques de la philosophie naturelle[2]

Isaac Newton a établi le premier les principes mathématiques décrivant le mouvement d'un corps, parmi lesquels se retrouve sa première loi, aussi connue sous le nom de principe d'inertie.

Newton s'inspire des travaux effectués par Galilée et par Descartes pour l'énonciation de cette loi dans ses Philosophiae Naturalis Principia Mathematica publiés en 1686.

Inertie, masse, etc

L'inertie est une propriété précisée par le principe d'inertie, valable dans les référentiels inertiels (plus exactement : il définit ces référentiels).

L'inertie, notion qualitative, est quantifiée par la masse inerte qui intervient dès la définition de la force, qui elle-même est une quantification de l'idée d'effort nécessaire à influer sur le mouvement inertiel tel que l'expose le principe d'inertie.

Il n'y a pas de théorie unique acceptée qui explique la source de l'inertie. Divers efforts notables à ce niveau ont été faits par des physiciens tels Ernst Mach (voir le principe de Mach), Albert Einstein, Dennis W. Sciama et Bernard Haisch, mais ces efforts ont tous été critiqués par d'autres théoriciens.

Parmi les traitements récents de la question, on peut citer des travaux de C. Johan Masreliez (2006-2009), pour l’édification d'une théorie du cosmos à expansion d'échelle[3],[4], et ceux de Vesselin Petkov (2009)[5].

Référentiels

L'inertie s'exprime différemment selon le type de référentiel de l'observateur.

  • Dans un référentiel inertiel, tout corps reste immobile ou évolue en mouvement rectiligne uniforme lorsqu'aucune force externe ne s'y applique ou que les forces qui s'y appliquent s'équilibrent. Pour une variation de vitesse donnée, la force nécessaire est proportionnelle à la masse du corps.
  • Dans un référentiel non inertiel, un corps initialement au repos n'y reste pas obligatoirement, et c'est alors pour le maintenir au repos qu'il faut l'usage d'une force plus ou moins grande, suivant sa masse. Dans un tel référentiel, le mouvement inertiel n'est pas rectiligne uniforme et, là aussi, l'usage d'une force est nécessaire pour contrarier ce mouvement.

Rotation

Le moment d'inertie est l'équivalent rotationnel du mouvement inertiel.

Notes et références

  1. Benson 2009, p. 128
  2. Newton 1686, p. 47
  3. (en)Masreliez C. J., On the origin of inertial force, Apeiron (2006).
  4. (en)Masreliez, C.J., Motion, Inertia and Special Relativity – a Novel Perspective, Physica Scripta, (2007).
  5. (en)"Relativity and the Nature of Spacetime", Chapter 9, de Vesselin Petkov, 2nd ed. (2009)

Annexes

Articles connexes

Bibliographie

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