La première personne à formuler les lois fondamentales de la physique qui régissent la dynamique de la physique classique non relativiste est Sir Isaac Newton. La force dynamique est une partie importante de la dynamique linéaire. Voici quelques exemples de dynamique ou d'application de force dynamique :

Apprenons un exemple de dynamique en détail.

Exemple de dynamique

La force dynamique fait référence au type de force qui permet à un objet de varier ou de changer sa forme, sa taille, sa position, sa vitesse ou sa direction. Les forces dynamiques dépendent du temps. La force dynamique est utilisée dans un certain nombre d'activités ou de phénomènes quotidiens tels que :

1. Tremblement de terre

Le phénomène de tremblement de terre se produit lorsque les plaques tectoniques de la Terre se déplacent de leur position d'origine et entrent en collision les unes avec les autres. Cette collision de plaques tectoniques conduit à la formation d'ondes sismiques. Ce mouvement des plaques tectoniques se produit à l'intérieur du noyau de la terre, mais l'effet de cette collision est également visible à la surface où l'objet tel que les maisons, les bâtiments, les arbres, les poteaux, etc. commence à trembler. Ce mouvement à la surface de la Terre est causé par la force sismique qui est un type de force dynamique.

2. Circulation des voitures

Un moteur de voiture fournit une force motrice qui aide le véhicule à accélérer et à avancer. Cette force motrice du moteur de la voiture est une forme de force dynamique exercée sur la voiture pour l'aider à changer sa position d'un endroit à un autre avec le temps. Les forces dynamiques dépendent du temps, c'est-à-dire que le changement de position se produit par rapport au temps.

3. Frapper une balle de cricket

Un quilleur lance une balle de cricket à un certain rythme vers le batteur. Le batteur frappe la balle entrante par la batte et change sa position, sa direction et sa vitesse. La force exercée par le batteur sur la balle à l'aide d'une batte est une force dynamique.

4. Marteler un métal

Le métal est moulé en différentes formes et tailles par la procédure de chauffage et de frappe. Les métaux sont de nature ductile et malléable. Pour transformer un morceau de métal brut en une feuille ou un fil, une procédure est utilisée qui frappait à plusieurs reprises la surface du métal avec une certaine force à l'aide d'un objet rigide. La force exercée contribue à modifier la forme du métal et est donc une force dynamique.

5. Lancer un objet.

On lance un objet en utilisant le force musculaire dans notre corps. Après avoir lancé l'objet change sa vitesse par rapport au temps. Cette force musculaire exercée par notre corps est une forme de force dynamique. Cela peut être prouvé par la première loi du mouvement de Newton qui stipule qu'un objet ne peut pas changer sa vitesse sans l'application d'une force externe.

6. Gonfler un ballon

Les ballons sont constitués de membranes élastiques en caoutchouc. Pour gonfler un ballon, nous exerçons une force sur la membrane élastique en remplissant un ballon d'air. La force exercée sur les parois du ballon change de forme et de taille et est donc une force dynamique.

7. Barattage du lait

Le processus de barattage du lait consiste à faire tourner le lait à grande vitesse à l'aide d'un mélangeur, d'un mélangeur ou même manuellement à l'aide d'une cuillère. Après un certain temps, l'essorage fait que la crème se sépare du lait et remonte. Le mouvement de rotation constant fait passer le lait de liquide à semi-liquide. Par conséquent, nous pouvons dire que la force exercée pour faire tourner le lait est un type de force dynamique.

Voyons maintenant en détail le terme « dynamique » pour une meilleure compréhension.

Le terme dynamique fait référence à un domaine de la mécanique classique qui traite de l'étude des forces et de l'effet des forces sur le mouvement. Les deux principaux types de dynamiques sont :

Dynamique linéaire :

Le terme dynamique linéaire s'applique aux objets qui se propagent ou se déplacent en ligne droite, c'est-à-dire les objets ayant un mouvement linéaire. Mathématiquement, la dynamique linéaire est représentée par des équations algébriques linéaires.

Les quantités qui relèvent de la dynamique linéaire sont la force (produit de la masse et de l'accélération), l'inertie ou la masse, la vitesse (c'est-à-dire le déplacement par unité de temps), le déplacement (dans la même unité que la distance), l'accélération (déplacement par unité de temps au carré) et quantité de mouvement (produit de la masse et de la vitesse). Pour la plupart des calculs de dynamique linéaire, l'objet pris est considéré comme une particule de taille ponctuelle dont la masse est concentrée en un point. En d'autres termes, nous pouvons dire que toutes les forces agissent sur le centre de masse de cet objet particulier. 

La dynamique linéaire et le mouvement linéaire sont principalement régis par les trois lois du mouvement de Sir Isaac Newton:

Première loi– Un objet au repos reste au repos à moins qu'une force extérieure n'agisse sur lui. Un objet en mouvement continue d'être en mouvement avec une vitesse constante jusqu'à ce qu'une force extérieure agisse sur elle.

IAutrement dit, on peut dire qu'un objet qui n'a pas de force externe agissant sur lui peut être soit au repos, soit en mouvement à vitesse constante dans une direction.

Deuxième loi- L'accélération d'un objet en mouvement est dirigée dans la direction de la force externe nette qui agit sur lui.

On dit que l'accélération est directement proportionnelle à la force externe nette agissant sur un objet et est inversement proportionnelle à la masse de l'objet. Une autre façon de définir la deuxième loi est que le taux de changement de quantité de mouvement linéaire d'un objet est équivalent à la force externe nette agissant sur l'objet. Mathématiquement, cela peut être représenté comme F = ma & dp/dt = F_net.

Troisième loi- Chaque action a une réaction égale et opposée.

Cela signifie que la force agissant sur un objet se présente sous la forme d'une paire de nature égale et opposée. Nous pouvons dire que si un objet P exerce une force sur un autre objet Q alors l'objet Q exerce également une quantité égale de force dans la direction opposée à celle de P. Mathématiquement 10 peut être représenté par F_p = - F_q.

**Il convient de noter que les trois lois du mouvement d'Isaac Newton ne sont valables que dans un référentiel inertiel. 

Dynamique non linéaire/rotationnelle :

Le terme dynamique de rotation non linéaire s'applique aux objets qui se propagent ou se déplacent sur une trajectoire rotative ou incurvée. Les grandeurs physiques décrites par la dynamique de rotation sont le couple (produit croisé du vecteur force et du vecteur position), déplacement angulaire (en degrés ou radians), moment d'inertie ou inertie de rotation (produit de la masse d'un objet par le carré de la distance entre le centre de gravité de l'objet et l'axe de référence), accélération angulaire (radians parcourus par unité de temps au carré), vitesse angulaire (radians parcourus par unité de temps) et moment cinétique (produit du moment d'inertie et de la vitesse angulaire).

La dynamique de rotation peut également être régie par les trois lois modifiées du mouvement :

Première loi- Un objet au repos a tendance à rester au repos et un objet en rotation a tendance à continuer à tourner avec une vitesse angulaire constante jusqu'à ce que et à moins que l'objet ne subisse un couple externe net. 

Deuxième loi : La accélération angulaire d'un objet est directement proportionnelle au couple externe net. Le moment d'inertie de l'objet et son accélération angulaire est inversement proportionnel. Mathématiquement, cela est représenté par l'équation = jeα. Nous pouvons également dire que le taux de variation du moment angulaire donne le couple externe net agissant sur l'objet.

Troisième loi- Chaque action a une réaction égale et opposée. Dans ce cas, nous parlons du couple exercé sur un objet en tant qu'action.

Quel est le principe de la dynamique ?

En règle générale, les chercheurs et les scientifiques qui étudient la dynamique observent les changements se produisant dans le système physique au fil du temps, puis analysent la cause de ces altérations.

La dynamique est étudiée en observant et en analysant le système de mécanique développé par Sir Isaac Newton. La dynamique est régie par les lois physiques fondamentales développées par Newton. La deuxième loi du mouvement donnée par Newton est particulièrement très importante dans l'étude de la dynamique. Cependant, en raison du fait que les trois lois du mouvement sont interdépendantes dans une certaine mesure, nous devons prendre toutes les trois lois en considération tout en observant la dynamique d'un système.

Dans le cas de l'électromagnétisme classique, la cinématique d'un système est étudiée par les équations de Maxwell. Dans un système classique, la dynamique implique une combinaison d'électromagnétisme et de mécanique qui est décrite par les équations de Maxwell, les lois de Newton et la force de Lorentz ensemble. 

Qu'est-ce que la force de Lorentz ?

La force de Lorentz guide une grande partie des études d'électromagnétisme classique.

La force qu'une particule chargée q éprouve en se déplaçant avec la vitesse v sous l'influence de champ magnétique B et électrique le champ E est appelé force de Lorentz. La force de Lorentz porte le nom du physicien néerlandais Hendrik A. Lorentz. La particule chargée subit une force électromagnétique F (c'est-à-dire la force de Lorentz) qui est donnée par l'équation F = qE + qv × B.

Quelles sont les équations de Maxwell ?

James Clerk Maxwell a formulé un ensemble d'équations différentielles partielles couplées en rassemblant la loi de la force de Lorentz, l'optique classique, les circuits électriques et les lois de la fondation de l'électromagnétisme classique. Ces équations sont maintenant connues sous le nom d'équations électromagnétiques de Maxwell. 

Les quatre équations de Maxwell qui régissent le champ électromagnétique sont : 

1. loi de Gauss pour champs électriques- Il indique que si nous intégrons le champ électrique sortant E sur une zone, le résultat est égal à la charge totale Q à l'intérieur du volume divisée par la perméabilité de l'espace.

2. Loi de Gauss pour un champ magnétique Il indique que l'intégrale du champ magnétique B sur une zone fermée est égale à zéro. 

3. La loi de Faraday sur l'induction magnétique- Il indique que l'intégrale du champ électrique sur une ligne fermée telle qu'un fil donne le changement de tension totale autour du circuit. Cette tension est générée par le champ magnétique variable dans tout le circuit. 

4. Loi d'Ampère avec courant de déplacement de Maxwell- Il fournit la force magnétique totale autour d'un circuit en termes de courant à travers le circuit avec tout champ électrique variable causé par le courant de déplacement.

Nous espérons que cet article a présenté toutes les informations requises concernant l'exemple de la dynamique en physique.

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Sanchari Chakraborti

Bonjour, je m'appelle Sanchari Chakraborty. J'ai fait un Master en Electronique.
J'aime toujours explorer de nouvelles inventions dans le domaine de l'électronique.
Je suis un apprenant avide, actuellement investi dans le domaine de l'optique et de la photonique appliquées. Je suis également membre actif de la SPIE (Société internationale d'optique et de photonique) et de l'OSI (Optical Society of India). Mes articles visent à mettre en lumière des sujets de recherche scientifique de qualité d'une manière simple mais informative. La science évolue depuis des temps immémoriaux. Alors, j'essaie de ma part d'exploiter l'évolution et de la présenter aux lecteurs.
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