1. Cours de Mécanique 1
Présentation du programme
Chapitre 1: Interaction Fondamentale
Chapitre 2 Analyse dimensionnelle
Chapitre 3: Mécanique du point
Chapitre 4: Principes de la dynamique newtonienne
Chapitre 5 : Aspects énergétiques de la dynamique du point
Chapitre 6: Oscillateurs harmoniques et amortis par frottement fluide
2. Chapitre 1: Interaction fondamentale
A nos jours, la physique théorique affirme qu’il y a 4 types d’interactions (forces) dans
l’univers.
1. interaction gravitationnelle
2. interaction électromagnétique
3. interaction nucléaire forte
4. interaction nucléaire faible
Objectifs du cours:
Montrer que la nature est gouvernée par des interactions
Montrer l’importance de ses interaction dans la nature
3. 1-Interaction gravitationnelle
Elle est la plus faible des interaction;
Elle est de portée illimitée et seulement attractive;
C’est une interaction massique.
1-1-Importance de l’interaction gravitationnelle:
L’interaction gravitationnelle fait que tous les objets sur la surface de la Terre restent liés à la
planète.
Elle maintient la Terre sur son orbite autour du Soleil
Elle maintient le Soleil à l’intérieur de la Galaxie qui contient cent milliards d’étoiles et son action
s’étend sur quelques cent milliards de galaxies qui constituent l’Univers.
Remarque: Si l’interaction gravitationnelle était beaucoup plus intense, elle aurait empêché
l’expansion de l’Univers et
provoqué son anéantissement en faisant s’effondrer les galaxies les unes sur les autres.
5. 2-Interaction Electromagnétique
Elle est plus forte que l’interaction gravitationnelle et de portée illimitée
Elle peut être attractive ou répulsive selon le signe des charges ponctuelles
Elle agit à l’échelle microscopique et produit des effets macroscopiques
L'interaction électromagnétique est la force de liaison des objets plus petits tels que les
atomes, les molécules mais aussi les plantes et nous-mêmes.
Elle engendre par exemple les forces de frottement, produit l’étirement, l’adhérence et la
cohésion.
2-1-Définition et importance
8. 3-Interaction nucléaire forte
3-1-Definition et importance
a) Constitution des protons et neutrons
Comme beaucoup d'autres particules, les protons et les neutrons sont formés par des
particules élémentaires appelées quarks.
L’interaction nucléaire forte lie ces quarks à l'intérieur des neutrons et des protons mais lie
aussi les protons et les neutrons entre eux pour former les noyaux atomiques.
b) Importance de l’interaction nucléaire forte
C'est cette force qui permet d'expliquer la stabilité du noyau atomique malgré l'importante
force de répulsion électrique entre les protons.
9. 3-Interaction nucléaire forte
Elle est 1038 plus forte que l’interaction gravitationnelle et 100 fois plus forte que l’interaction
électromagnétique. Elle est de très courte portée car sa portée n’excède pas le rayon atomique qui
est de l’ordre de 10−14𝑚. Sa portée très courte l’ empêche de se manifester à l’échelle
macroscopique d’où sa découverte tardive (20 eme siècle)
4-Interaction nucléaire fable
4-1-Definition et importance
L’interaction faible (force faible) est environ un million de fois plus faible que la force
nucléaire forte et de portée environ cent fois plus courte.
Elle est 1032
plus forte que l’interaction gravitationnelle
10. 3-Interaction nucléaire forte
Elle est par exemple responsable de la désintégration radioactive 𝛽 en changeant un nucléon en un autre.
Illustration
a. Désintégration alpha
Le noyau expulse une particule alpha. La transformation s’écrit :
b. Désintégration β+ et capture électronique
Le noyau expulse un positron (particule de charge +e et de même masse que l’électron). Un proton
du noyau se transforme en neutron et l’émission du positron s’accompagne de l’émission d’un
neutrino (particule de masse nulle). La transformation s’écrit :
12. Une étoile comme le Soleil tire son énergie d’un four thermonucléaire interne. Il fait
fusionner l’hydrogène en hélium, un processus dû à la transformation graduelle des
protons par interaction faible.
4-1-Definition et importance
Fin du chapitre
