La première loi de Newton, également connue sous le nom de loi de l'inertie, stipule qu'un objet au repos restera au repos et qu'un objet en mouvement continuera à se déplacer à une vitesse constante en ligne droite à moins d'être soumis à une force externe nette.
Voici quelques exemples de la première loi de Newton :
1. Objet au repos
Imaginez un livre sur une table. Si aucune force n’est appliquée sur le livre, il restera au repos sur la table. Selon la première loi de Newton, le livre reste au repos jusqu'à ce qu'une force extérieure agisse sur lui.
2. Objet en mouvement
Supposons que vous poussiez un caddie dans une allée, puis que vous le laissiez partir. Le chariot continuera à avancer dans l'allée pendant un certain temps avant de s'arrêter progressivement en raison de la friction. En effet, une fois en mouvement, le chariot a tendance à maintenir sa vitesse constante en raison de l'inertie.
Dans ce cas, la force de frottement génère une accélération dans le sens opposé du mouvement jusqu'à son arrêt.
3. Vol spatial
Dans l’espace, où il n’existe pas de forces significatives pour ralentir un objet en mouvement, un vaisseau spatial lancé à une vitesse donnée continuera à se déplacer en ligne droite à cette vitesse.
En raison de la loi de la gravitation universelle, la force de gravité diminue avec l'augmentation de la distance entre l'avion et la Terre jusqu'à ce qu'il arrive un moment où la force gravitationnelle est insuffisante pour réduire la vitesse à zéro. Par conséquent, on considère qu’à une certaine hauteur, un vaisseau spatial ne subit plus de forces extérieures qui modifient son état de mouvement.
Dans le cas d’un satellite en orbite autour de la Terre, un effet similaire se produit, mais dans ce cas la force gravitationnelle agit comme une force centripète, modifiant la trajectoire du satellite. C’est pour cette raison qu’ils ont des trajectoires circulaires.
4. Parachute
Lorsqu’une personne saute en parachute d’un avion, elle tombe d’abord vers le bas en raison de la gravité. Cependant, une fois déployé, le parachute subit une résistance de l’air qui agit dans le sens opposé au mouvement.
Cela provoque une force ascendante externe nette et ralentit le taux de chute, permettant une descente plus lente.
5. Patinage sur glace
Si un patineur glisse sur une patinoire sans appliquer de force supplémentaire, il continuera à glisser en ligne droite à vitesse constante. Cela est dû à l’absence de friction significative sur la glace, permettant au patineur de maintenir son état de mouvement.
6. Boule roulante
Imaginez une balle roulant sur une surface plane. S’il n’y a aucune force extérieure agissant sur le ballon, il continuera à rouler à une vitesse constante en ligne droite. L'inertie de l'objet en mouvement maintient son mouvement sans qu'il soit nécessaire d'appliquer plus de force.
7. Passagers dans une voiture
Lorsque vous voyagez dans une voiture en mouvement et qu’elle s’arrête brusquement, vous sentez votre corps penché en avant. En effet, selon la première loi de Newton, votre corps a tendance à maintenir son état de mouvement et continue d'avancer en raison de l'inertie, tandis que la voiture s'arrête.
8. Lancer un projectile
Lorsque vous lancez un objet, comme une balle, avec une certaine vitesse et un certain angle, il suivra une trajectoire balistique. Une fois dans les airs, le projectile continue de se déplacer à vitesse constante en ligne droite jusqu'à ce que la gravité et la résistance de l'air agissent sur lui.
Comme dans un mouvement de traction parabolique, la vitesse horizontale reste constante car aucune force extérieure ne la modifie. En revanche, la vitesse verticale est affectée par la force de gravité.
9. Rotation d'une toupie
Lorsque vous faites tourner une toupie, elle a tendance à conserver son axe de rotation et sa vitesse de rotation en raison de l'inertie. Il ne s'arrêtera ou ne modifiera son mouvement que si une force externe, telle qu'un frottement ou un coup, agit sur lui.
10. Planètes en orbite
Les planètes de notre système solaire suivent des orbites elliptiques autour du Soleil en raison de l'influence gravitationnelle du Soleil. Selon la première loi de Newton, les planètes continuent de se déplacer sur leurs orbites à des vitesses constantes en raison de leur inertie.
Cependant, la raison pour laquelle ils décrivent une trajectoire elliptique est l’influence d’une force externe, la force gravitationnelle du Soleil, qui agit comme une force centripète.