18. Moment cinétique

Le principe fondamental de la dynamique relie la variation de la quantité de mouvement aux forces appliquées. Pour les systèmes en rotation, la notion de force n’est pourtant pas toujours la plus pertinente. Dans ce chapitre, on introduit deux nouvelles grandeurs mécaniques : le moment cinétique et le moment d’une force. On relie ensuite la variation du moment cinétique aux moments des forces appliquées au système.
On restreint ici l’étude aux points matériels. Les systèmes constitués de plusieurs points et les solides en rotation sont l’objet du chapitre Solide en rotation autour d’un axe fixe.
Pour ouvrir une porte on applique une force sur la poignée. Le positionnement de la poignée, ainsi que l’orientation de la force appliquée ne sont pas laissés au hasard. Pour être efficace, la force doit être appliquée le plus loin possible des gonds de la porte qui matérialisent son axe de rotation. De plus, elle doit être appliquée perpendiculairement à la porte. Cette configuration permet d’augmenter au maximum le bras de levier de la force, qui est la distance séparant l’axe de rotation de la porte de la droite d’application de la force.Remarque
La droite d’application de la force est la droite passant par le point d’application de la force et parallèle à cette dernière.
On retrouve la notion de bras de levier dans de nombreux objets de la vie courante et notamment dans l’un des plus anciens instruments de pesée, la balance romaine (voir figure 18.1). Cet instrument est constitué de deux fléaux de longueurs différentes et d’un contrepoids mobile de masse donnée…