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La force appliquée au fil du temps crée une impulsion, un changement d’élan. L’impulsion est définie en mécanique classique comme une force multipliée par le temps pendant lequel elle agit. En termes de calcul, l’impulsion peut être calculée comme l’intégrale de la force par rapport au temps. Le symbole de l’impulsion est J ou Imp.
La force est une quantité vectorielle (la direction importe) et l’impulsion est également un vecteur dans la même direction. Lorsqu’une impulsion est appliquée à un objet, sa quantité de mouvement linéaire change de façon vectorielle. L’impulsion est le produit de la force nette moyenne agissant sur un objet et de sa durée. J = F̅Δt
L’impulsion peut également être calculée comme la différence d’élan entre deux instances données. Impulsion = changement d’élan = force x temps.
Unités d’impulsion
L’unité SI d’impulsion est la même que pour l’élan, la seconde de Newton N*s ou kg*m/s. Les deux termes sont égaux. Les unités d’ingénierie anglaises pour l’impulsion sont la livre-seconde (lbf*s) et le slug-foot par seconde (slug*ft/s).
Le théorème de l’impulsion-momentum
Ce théorème est logiquement équivalent à la deuxième loi du mouvement de Newton : la force est égale à la masse multipliée par l’accélération, également connue sous le nom de loi de la force. Le changement d’impulsion d’un objet est égal à l’impulsion qui lui est appliquée. J = Δ p.
Ce théorème peut être appliqué à une masse constante ou à une masse changeante. Il est particulièrement pertinent pour les fusées, où la masse de la fusée change au fur et à mesure que le carburant est dépensé pour produire la poussée.
Impulsion de force
Le produit de la force moyenne et du temps pendant lequel elle est exercée est l’impulsion de la force. Elle est égale à la variation de l’impulsion d’un objet qui ne change pas de masse.
C’est un concept utile lorsque vous étudiez les forces d’impact. Si vous augmentez le temps pendant lequel le changement de force se produit, la force d’impact diminue également. Ce concept est utilisé dans la conception mécanique pour la sécurité, et il est également utile dans les applications sportives. Vous voulez réduire la force d’impact d’une voiture qui heurte une glissière de sécurité, par exemple, en concevant la glissière de sécurité de manière à ce qu’elle s’effondre et en concevant les pièces de la voiture de manière à ce qu’elles se froissent lors de l’impact. Cela allonge la durée de l’impact et donc la force.
Si vous voulez qu’une balle soit propulsée plus loin, vous voulez réduire la durée de l’impact avec une raquette ou une batte, en augmentant la force d’impact. Pendant ce temps, un boxeur sait qu’il doit s’éloigner d’un coup de poing pour que la réception soit plus longue, ce qui réduit l’impact.
Impulsion spécifique
L’impulsion spécifique est une mesure de l’efficacité des fusées et des moteurs à réaction. Il s’agit de l’impulsion totale produite par une unité de propergol au fur et à mesure de sa consommation. Si une fusée a une impulsion spécifique plus élevée, elle a besoin de moins de propergol pour gagner en altitude, en distance et en vitesse. C’est l’équivalent de la poussée divisée par le débit du propergol. Si le poids du propergol est utilisé (en Newton ou en livre), l’impulsion spécifique est mesurée en secondes. C’est souvent de cette manière que les performances des moteurs de fusée sont rapportées par les fabricants.
