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401 Région des Délices. 2006-2007. Cours de physique
Énergie relativiste : questions réponses
Questions réponses sur le chapitre « Énergie relativiste » du cours de physique

401PYos 2006-2007. Cours de physique. Questions posées et réponses apportées sur l’énergie relativiste.

Article mis en ligne le 2 février 2007
dernière modification le 7 mai 2007

par Bernard Vuilleumier

La résultante de la quantité de mouvement \vec p de toutes les particules se conserve dans une collision et la somme de leurs énergies E (énergies de masse plus énergie cinétique) se conserve aussi. C’est sur ce principe de base que repose l’étude de toute collision. Mais ce principe est-il encore valable lors de chocs inélastiques ? La loi de la conservation de la quantité de mouvement s’applique à ces collisions. Mais la loi de conservation de l’énergie s’applique-t-elle aussi ? Une partie de l’énergie initiale s’est transformée en chaleur. Une autre partie de cette énergie initiale peut se retrouver en énergie de rotation des mobiles. Comment peut-on tenir compte de ces complications en limitant la description du système final aux deux seules quantités \vec p et E ?

Les quantités \vec p et E sont liées par la formule :

E^2-p^2 = m^2

La masse m du système final est supérieure à la somme des masses des objets initiaux qui sont entrés en collision. C’est une propriété nouvelle de la physique de l’espace-temps. Cette augmentation de masse mesure exactement l’énergie qui s’est transformée en chaleur, en énergie de rotation ou en toute autre forme d’excitation interne du système final. Si on ne tient pas compte de cette variation de la masse qui intervient dans de nombreuses collisions, on aboutit à une violation de la loi de conservation de la quantité de mouvement, de la loi de conservation de l’énergie ou même des deux.