Bonjour,
J'aimerais savoir si les lois de Newton, et en particulier la seconde, découlent de lois plus fondamentales de la physique. D'ailleurs, j'ai lu quelque part que toute la physique se déduit de la relativité, de la méca quantique et du modèle standard. Comment se situent là dedans les lois de conservation (ou, ce qui est équivalent, les principes de symétrie)?
Merci,
Sergio.
Bonjour,
Le point de départ de toutes les lois est l'expérimentation. L'évolution de la physique a ensuite permis le regroupement des lois en principes plus généraux, puis en théories qui regroupent plusieurs principes.
Actuellement nous pouvons dire que le principe de symétrie par rapport à l'espace entraine la conservation de la quantité de mouvement, ce qui entraine deux des lois de Newton.
La notion de force disparait dans les théories récentes pour être remplacée par des notions de courbure d'espace-temps et d'échanges de particules.
Comprendre c'est être capable de faire.
Merci pour ta réponse mais je ne suis pas sûr de bien la saisir. Pour moi, le principe de symétrie spatiale (ou de conservation de la quantité de mouvement) entraîne la première loi de Newton (Principe d'Inertie) mais pas la seconde. Le fond de ma question était de savoir s'il existe des principes fondamentaux dont cette deuxième loi est la conséquence, et si oui lesquels. S'il s'agit effectivement d'une loi de conservation (quantité de mouvement en l'occurrence), j'aimerais comprendre pourquoi. Peut-être est-ce effectivement dû au fait que les forces sont comprises comme une manifestation de la courbure de l'espace-temps (en ce qui concerne la gravité, cf relativité générale) ou de l'échange de bosons-intermédiaires (en ce qui concerne les 3 autres forces, cf... quoi déjà? le modèle standard?) Dans ces conditions, est-il licite d'affirmer que la deuxième loi de newton est la conséquence des lois de conservation ET du modèle standard?
Merci,
Sergio.
Bonjour.
Si on reste à la mécanique newtonienne, les lois de Newton sont les lois de départ. Elles ne proviennent d’aucun autre principe.
Cela ne veut pas dire qu’elles sont nées de l’écume de mers. Elles sont la conséquence des travaux de Galilée pour l’inertie. Par contre, la gravitation c’est Newton tout seul et les pommes de son jardin. Et le mouvement sous l’action des forces centrales donnait une base scientifique aux découvertes de Copernic et Kepler.
La conservation de la quantité de mouvement et du moment angulaire se déduit des lois de Newton.
Au revoir.
Oui, c'est ça. Au revoir.
Pour la deuxième loi :
Il est possible de la retrouver dans la relativité générale par les effets de courbure de l'espace, elle ne découle d'une symétrie de type quantique mais des principes de base de la relativité :Envoyé par billyzekick
1- principe de relativité : tous les référentiels inertiels sont équivalents (la vitesse est uniquement relative car il n'y a pas de repère absolu) mais c'est plus ou moins contenu dans l'homogénéité de l'espace.
2- principe d'équivalence : la gravitation est équivalente à une accélération dans un référentiel local (choisi assez petit).
Comprendre c'est être capable de faire.
Merci phys4, je commence à y voir un peu plus clair même si tout n'est pas encore limpide. En tout cas, ta réponse d'hier m'a fait pas mal réfléchir : oui, la notion de force est peut-être bien un outil fondamental de la mécanique newtonienne, mais c'est vrai aussi qu'elle est englobée dans des concepts plus généraux si on prend "de la hauteur" avec des théories "plus fondamentales" comme la relativité générale par exemple, laquelle découle effectivement du Principe de relativité (relativité restreinte) et du Principe d'équivalence (R.G). En revanche, je pense que le Principe de Relativité est un principe d'invariance en soi, indépendant des invariances par translation, rotation ou temporelle.
Il faut que j'y réfléchisse encore.
Merci,
Sergio.
En effet il y a un plus dans le principe de relativité, qui est une invariance avec la vitesse et pas seulement une invariance par translation.
Certaines personnes regroupent cela en invariance dans l'espace-temps.
Faire le mélange des 4 dimensions est déjà admettre le principe d'invariance avec la vitesse.
Comprendre c'est être capable de faire.
Je ne suis pas sûr que nous parlions de la même chose : pour moi, le Principe de Relativité, c'est le Principe de Covariance, c'est-à-dire l'affirmation que les lois de la physique sont les mêmes dans TOUS les référentiels. Il n'y est pas question d'une invariance par translation ou même avec la vitesse : c'est juste que les lois doivent s'écrire de la même façon. C'est justement parce que les équations de Maxwell ne s'écrivaient pas de la même façon dans deux référentiels en translation uniforme l'un par rapport à l'autre qu'il a fallu abandonner l'idée d'espace absolu (et en particulier le principe d'addition des vitesses) et introduire les transformations de Lorentz. Mais c'est peut-être justement ce que tu voulais dire par "invariance avec la vitesse"?
Quoi qu'il en soit, je retiens que la deuxième loi de newton peut être considérée comme une conséquence des principes d'invariance, covariance incluse.
Merci,
Sergio.
