Calculateur d'Impulsion & Quantité de Mouvement

Physique Générale

Calculez l'impulsion, la quantité de mouvement, la force ou la vitesse basée sur le théorème impulsion-quantité de mouvement. Sélectionnez la variable que vous souhaitez trouver.

Exemples Pratiques

Chargez un exemple pour voir comment fonctionne le calculateur.

Coup de Batte de Baseball

Trouver la Vitesse Finale

Une balle de baseball (0,145 kg) est lancée à 40 m/s. Une batte applique une force de 6500 N pendant 0,0015 s. Quelle est la vitesse finale de la balle ?

Type de Calcul: findFinalVelocity

Masse: 0.145 kg

Vitesse Initiale: 40 m/s

Force: 6500 N

Temps: 0.0015 s

Collision de Voiture

Trouver la Force Moyenne

Une voiture de 1500 kg roulant à 15 m/s entre en collision avec un mur et s'arrête en 0,15 s. Quelle était la force moyenne exercée sur la voiture ?

Type de Calcul: findForce

Masse: 1500 kg

Vitesse Initiale: 15 m/s

Vitesse Finale: 0 m/s

Temps: 0.15 s

Combustion du Moteur de Fusée

Trouver la Durée Temporelle

Une fusée de 500 kg accélère de 100 m/s à 150 m/s. Si son moteur produit une poussée constante de 25000 N, combien de temps le moteur a-t-il brûlé ?

Type de Calcul: findTime

Masse: 500 kg

Vitesse Initiale: 100 m/s

Vitesse Finale: 150 m/s

Force: 25000 N

Balle Rebondissante

Trouver l'Impulsion

Un ballon de basket de 0,5 kg frappe le sol à -8 m/s et rebondit vers le haut à 6 m/s. Quelle est l'impulsion fournie par le sol à la balle ?

Type de Calcul: findImpulse

Masse: 0.5 kg

Vitesse Initiale: -8 m/s

Vitesse Finale: 6 m/s

Autres titres
Comprendre le Calculateur d'Impulsion et de Quantité de Mouvement : Un Guide Complet
Plongez dans la physique de l'impulsion, de la quantité de mouvement et de leur relation décrite par la Deuxième Loi de Newton. Ce guide vous accompagnera à travers les concepts, formules et applications pratiques.

Qu'est-ce que l'Impulsion et la Quantité de Mouvement ?

  • Définir la Quantité de Mouvement
  • Définir l'Impulsion
  • Le Théorème Impulsion-Quantité de Mouvement
La quantité de mouvement et l'impulsion sont deux concepts fondamentaux en mécanique classique, cruciaux pour analyser les objets en mouvement, surtout lors de collisions ou quand des forces agissent sur de courts intervalles de temps.
Définir la Quantité de Mouvement (p)
La quantité de mouvement est souvent décrite comme 'la masse en mouvement.' C'est une grandeur vectorielle, ce qui signifie qu'elle a à la fois une magnitude et une direction. La quantité de mouvement d'un objet est le produit de sa masse (m) et de sa vitesse (v). La formule est :
p = m * v
Un camion massif se déplaçant lentement peut avoir la même quantité de mouvement qu'une balle de baseball légère se déplaçant très vite. Comprendre la quantité de mouvement est essentiel pour analyser comment les objets interagissent.
Définir l'Impulsion (J)
L'impulsion est la variation de quantité de mouvement d'un objet. Ce n'est pas seulement la force appliquée, mais aussi combien de temps cette force est appliquée. L'impulsion est calculée comme le produit de la force moyenne (F) et de l'intervalle de temps (Δt) pendant lequel elle agit. La formule est :
J = F * Δt
Cela montre qu'une petite force appliquée pendant longtemps peut produire la même variation de quantité de mouvement qu'une grande force appliquée pendant peu de temps.
Le Théorème Impulsion-Quantité de Mouvement
Ce théorème est la pierre angulaire de notre calculateur. Il relie directement l'impulsion et la quantité de mouvement en énonçant que l'impulsion appliquée à un objet est égale à la variation de sa quantité de mouvement (Δp). Mathématiquement, il combine les deux formules précédentes :
J = Δp = pfinal - pinitial = mv_final - mv_initial
Par conséquent, nous obtenons l'équation puissante : F Δt = m (vfinal - vinitial). Notre calculateur utilise différents arrangements de cette formule pour résoudre la variable inconnue.

Guide Étape par Étape pour Utiliser le Calculateur d'Impulsion et de Quantité de Mouvement

  • Sélectionner le Type de Calcul
  • Saisir les Valeurs d'Entrée
  • Interpréter les Résultats
Notre calculateur est conçu pour être flexible, vous permettant de résoudre différentes variables dans l'équation impulsion-quantité de mouvement. Voici comment l'utiliser efficacement.
1. Sélectionner le Type de Calcul
Commencez par utiliser le menu déroulant 'Type de Calcul' pour choisir ce que vous voulez trouver. Vous pouvez résoudre pour : Vitesse Finale, Force Moyenne, Durée Temporelle, ou simplement Impulsion (à partir d'une variation de vitesse).
2. Saisir les Valeurs d'Entrée
Basé sur votre sélection, les champs d'entrée nécessaires apparaîtront. Par exemple, pour trouver la 'Vitesse Finale', vous devrez fournir la 'Masse', la 'Vitesse Initiale', la 'Force Moyenne' et la 'Durée Temporelle'. Remplissez tous les champs requis avec vos valeurs connues. Assurez-vous d'utiliser les bonnes unités comme spécifié (kg, m/s, N, s).
3. Interpréter les Résultats
Après avoir cliqué sur 'Calculer', les résultats seront affichés. Le calculateur montrera l'impulsion (ou la variation de quantité de mouvement) avec la variable principale que vous résolviez. Les unités pour l'impulsion sont les Newton-secondes (N·s), qui sont équivalentes aux kilogramme-mètres/seconde (kg·m/s).

Applications Réelles de l'Impulsion et de la Quantité de Mouvement

  • Systèmes de Sécurité des Véhicules
  • Science du Sport
  • Propulsion de Fusée
Les principes de l'impulsion et de la quantité de mouvement ne sont pas seulement académiques ; ils sont appliqués partout en ingénierie et dans la vie quotidienne.
Systèmes de Sécurité des Véhicules
Les airbags et les zones de déformation dans les voitures sont des exemples parfaits de manipulation d'impulsion. Dans une collision, la quantité de mouvement de la voiture doit changer à zéro. Pour réduire la force sur les occupants, les dispositifs de sécurité augmentent le temps (Δt) pendant lequel ce changement se produit. En augmentant Δt, la force moyenne (F) est considérablement diminuée, rendant la collision plus survivable.
Science du Sport
Dans les sports comme le baseball, le golf ou le tennis, les athlètes visent à maximiser l'impulsion qu'ils délivrent à la balle. Ils y parviennent en appliquant une grande force et en maintenant le contact le plus longtemps possible (le 'suivi'). Cela maximise la variation de quantité de mouvement de la balle, résultant en une vitesse plus élevée et une distance plus grande.
Propulsion de Fusée
Les fusées fonctionnent basées sur le principe de conservation de la quantité de mouvement. Elles expulsent du gaz d'échappement à haute vitesse (masse) dans une direction. Pour conserver la quantité de mouvement, la fusée gagne une quantité égale de quantité de mouvement dans la direction opposée, causant son accélération. L'impulsion est la poussée (force) fournie par le moteur pendant le temps qu'il brûle.