Cet article explique ce qu'est le repos en physique. Vous trouverez donc la définition du repos en physique, quels sont les différents types de repos en physique et des exemples de systèmes physiques au repos. Vous pourrez ensuite voir la relation entre l’état de repos et d’autres concepts physiques.
Qu'est-ce que le repos en physique ?
En physique, le repos est un état de la matière dans lequel le corps ne bouge pas, c'est-à-dire que le repos est l'absence de mouvement .
Par conséquent, un corps au repos signifie qu’il ne change pas de position au fil du temps, mais qu’il reste au même endroit.
Par exemple, un arbre est au repos continu. Les arbres étant fixés au sol, ils sont toujours au repos car ils ne peuvent pas bouger.
En réalité, un arbre n’est pas au repos absolu car, bien qu’il soit fixé au sol, la Terre est en mouvement. Or, en physique, on le considère au repos pour étudier le comportement cinématique des corps. Nous examinerons ci-dessous la différence entre les deux types de repos.
Types de repos en physique
En physique, il existe deux types de repos :
- Repos permanent : le corps est au repos quel que soit le système de référence utilisé. La vitesse du corps est donc nulle.
- Repos relatif : le corps est au repos en fonction du système de référence. Donc si le corps a la même vitesse que le système de référence, on verra le corps au repos.
Par exemple, si nous observons une voiture sortir du trottoir, pour nous, la voiture sera en mouvement. Tandis que si nous voyons une voiture avancer à une certaine vitesse à partir d’une voiture qui a la même vitesse, nous penserons que l’autre voiture est au repos car elle n’avance pas pour nous. Ce type de repos est un repos relatif.
Le repos et la première loi de Newton
Nous verrons ensuite quelle est la relation entre le repos et la première loi de Newton, puisqu'il s'agit de deux concepts étroitement liés en physique.
La première loi de Newton , également appelée loi de l'inertie, dit qu'un corps reste au repos ou à vitesse constante si aucune force extérieure n'agit sur lui. Autrement dit, une force doit être appliquée à un corps pour changer son état de mouvement ou de repos.
En conclusion, selon la première loi de Newton, un corps déjà au repos continuera à l’être indéfiniment si aucune force n’est exercée sur lui.
Repos et friction
Le frottement ou friction est le frottement qui se produit entre les surfaces de deux corps. Par conséquent, en physique, la force de frottement (ou force de frottement) est la force qui apparaît en raison du frottement entre les surfaces de deux corps et se produit lorsque l'un glisse sur l'autre.
Ainsi, la force qui doit être exercée pour qu'un corps se mette en mouvement, c'est-à-dire pour qu'un corps passe d'un état de repos à un état de mouvement, est la force de frottement statique, dont la formule est la suivante :
Où:
-
est la force de frottement ou frottement statique, exprimée en newtons. -
est le coefficient de frottement statique, qui n'a pas d'unité. -
est la force normale, exprimée en newtons.
Ainsi, si une force supérieure à la valeur de la force de frottement statique est exercée sur un corps au repos, ce corps pourra bouger.
Il vous est sûrement arrivé à un moment donné que lorsque vous avez déjà commencé à déplacer un objet qui était au repos sur le sol, celui-ci accélère soudainement et se déplace beaucoup plus vite. En effet, la force de frottement dynamique est inférieure à la force de frottement statique, c'est-à-dire que la force de frottement diminue lorsque l'objet est déjà en mouvement.
Repos et état d'équilibre
Pour finir, nous verrons quelle est la différence entre le repos et l’état stationnaire en physique, puisque ce sont deux concepts souvent confondus.
L’ état stationnaire est un état dans lequel se trouve un système si toutes les variables qui définissent son comportement restent constantes. Autrement dit, un système physique est dans un état stable si toutes ses variables ne changent pas de valeur.
Par conséquent, la différence entre le repos et l’état stationnaire est qu’un système physique est au repos si sa vitesse est nulle, alors qu’un système physique est en état stationnaire si sa vitesse est constante.
Ainsi, un système qui est au repos est également dans un état stationnaire, puisque sa vitesse a une valeur constante égale à zéro. Cependant, un système physique peut être dans un état stable avec une vitesse non nulle mais constante, et dans ce cas le système n’est pas au repos.