Mouvement inertiel (en translation et en rotation ?)

[Rutebeuf]

Bonjour,

La première des trois lois de Newton est une formulation du principe d'inertie. La formulation d'origine est :

Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et le contraigne à changer d'état.

Il s’agit clairement d’un mouvement inertiel de translation. Je me demandais si la notion de mouvement inertiel de rotation ne pouvait pas avoir un sens. Imaginons que nous abandons une toupie en rotation dans le vide absolu sans aucun obstacle est sans influence de quoi que ce soit. Pensez-vous que la toupie va miraculeusement s’arrêter de tourner ? Je ne le pense pas, car aucune force n’est présente pour modifier son mouvement de rotation. Je pense que la toupie devrait continuer éternellement à tourner dans un mouvement circulaire uniforme, MCU en abrégé, que l’on pourra qualifier de mouvement inertiel de rotation. Sa vitesse angulaire sera maintenue tant qu’aucune autre force ne perturbera cet état. Le MRU et le MCU seraient-il tous deux des mouvements inertiels, l’un de translation, l’autre de rotation ? Ce qui me dérange dans ce raisonnement est qu’en rotation, il existe une accélération centripète. Or une accélération est forcément la conséquence d’une force ou d’un moment de force. Comment dès lors une force ou un moment de force pourrait-il être entretenu dans le vide absolu sans aucun obstacle est sans influence de quoi que ce soit. Je pense que mon raisonnement est soit faux, ou que quelque chose m’échappe. Qu’en pensez-vous ? J’aimerais vos réflexions à ce sujet.
-----

[phys4]

La toupie ne peut exister que s'il existe une force de cohésion entre ses composants.

Les forces internes équilibrent les forces induites par la rotation. Je ne vois aucun paradoxe.

[Rutebeuf]

Merci pour votre réponse. Cela signifie-t-il pour vous qu'un mouvement inertiel de rotation à du sens, exactement comme le MRU ?

[invitef29758b5]

Salut

Dans sa version moderne , la première loi a pour rôle de définir un référentiel galiléen .
Sinon elle ferait double emploi avec la deuxième loi dont elle ne serait qu' une conséquence .
En fait la première loi donne le cadre pour la deuxième .

De la deuxième loi découle le principe de la conservation de la quantité de mouvement en translation et de son pendant en rotation la conservation du moment cinétique .
Les deux étant des grandeurs vectorielle , ça signifie conservation de la norme et de l' orientation .
On peut les englober sous le principe de conservation du torseur cinétique .

Etant donné que la masse d' un système varie rarement , la conservation de la quantité de mouvement entraîne généralement la conservation de la vitesse
Par contre le moment d' inertie pouvant facilement varier (système déformable) , pour conserver le moment cinétique , il faut une variation de la vitesse angulaire (voir la patineuse qui fait la toupie)

Ce qui me dérange dans ce raisonnement est qu’en rotation, il existe une accélération centripète. Or une accélération est forcément la conséquence d’une force ou d’un moment de force. Comment dès lors une force ou un moment de force pourrait-il être entretenu dans le vide absolu sans aucun obstacle est sans influence de quoi que ce soit.

Une force peut être maintenue indéfiniment si elle ne travaille pas .
C' est le cas d' une force centrale qui est en permanence normale au déplacement .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rutebeuf]

Merci à vous, ceci donne de l'éclairage à ma préoccupation actuelle.

[vipere35]

Pour compléter ce qui a été dit, il faut savoir que la "force" centrifuge est une force d'inertie, appelé aussi force-fictive ou pseudo-force, et qui n'existe pas dans un référentiel galiléen.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Force_d%27inertie

Dans le cas présent il s'agit d'une force interne, si on ce place dans un référentielle externe galiléen, alors la toupie n'est soumis à aucune force et conservera sa quantité de mouvement et tournera indéfiniment.