Inertie

Compréhension précoce de motionEdit

Avant la Renaissance, la théorie du mouvement la plus généralement acceptée dans la philosophie occidentale était basée sur Aristote qui, vers 335 avant JC à 322 avant JC, disait que , en labsence dune puissance motrice externe, tous les objets (sur Terre) simmobiliseraient et que les objets en mouvement ne continueraient à se déplacer que tant quil y aurait une puissance les incitant à le faire. Aristote a expliqué le mouvement continu des projectiles, qui sont séparés de leur projecteur, par laction du milieu environnant, qui continue à déplacer le projectile dune certaine manière. Aristote a conclu quun mouvement aussi violent dans le vide était impossible.

Malgré son acceptation générale, le concept de mouvement dAristote a été contesté à plusieurs reprises par des philosophes notables pendant près de deux millénaires. Par exemple, Lucrèce (suivant, vraisemblablement, Epicure) a déclaré que «létat par défaut» de la matière était le mouvement, pas la stase. Au 6ème siècle, John Philoponus a critiqué lincohérence entre la discussion dAristote sur les projectiles, où le médium maintient les projectiles, et sa discussion du vide. , où le médium entraverait le mouvement dun corps. Philoponus a proposé que le mouvement ne soit pas maintenu par laction dun milieu environnant, mais par une propriété conférée à lobjet lorsquil était mis en mouvement. Bien que ce ne soit pas le concept moderne de linertie, car il y avait encore le besoin dun pouvoir pour maintenir un corps en mouvement, il sest avéré un pas fondamental dans cette direction. Cette vision a été fortement contestée par Averroès et par de nombreux philosophes scolastiques qui soutiennent ed Aristote. Cependant, ce point de vue nest pas resté incontesté dans le monde islamique, où Philoponus a eu plusieurs partisans qui ont développé ses idées.

Au 11ème siècle, le polymathe persan Ibn Sina (Avicenne) a affirmé quun projectile dans un vide ne sarrêterait pas à moins dêtre agi.

Théorie de limpetusEdit

In au 14ème siècle, Jean Buridan rejette lidée quune propriété génératrice de mouvement, quil nomme impetus, se dissipe spontanément. La position de Buridan était quun objet en mouvement serait arrêté par la résistance de lair et le poids du corps qui sopposeraient à son impulsion. au concept moderne de lélan. Malgré les similitudes évidentes avec les idées dinertie plus modernes, Buridan ne voyait sa théorie que comme une modification de la philosophie de base dAristote, conservant de nombreuses autres vues péripatétiques, y compris la conviction quil y avait encore une différence fondamentale entre un objet en mouvement et un objet au repos. Buridan croyait également que limpulsion pouvait être non seulement linéaire mais aussi circulaire, provoquant le déplacement dobjets (comme les corps célestes) en cercle.

La pensée de Buridan fut suivie par son élève Albert de Saxe (1316–1390) et les Oxford Calculators, qui ont effectué diverses expériences qui ont encore sapé la vision aristotélicienne classique. Leur travail a été à son tour élaboré par Nicole Oresme qui a été la pionnière de la pratique de la démonstration des lois du mouvement sous forme de graphiques.

Peu de temps avant la théorie de linertie de Galilée, Giambattista Benedetti a modifié la théorie croissante de limpulsion pour nimpliquer que le mouvement linéaire:

« … partie de La matière corporelle qui se déplace delle-même lorsquun élan a été imprimé sur elle par une force motrice externe a une tendance naturelle à se déplacer sur un chemin rectiligne et non courbe. « 

Benedetti cite le mouvement dun rocher dans une élingue comme exemple du mouvement linéaire inhérent des objets, f orced en mouvement circulaire.

Inertie classiqueEdit

Selon lhistorien des sciences Charles Coulston Gillispie, linertie «est entrée dans la science comme une conséquence physique de la géométrisation de Descartes» de lespace-matière, combinée à la limmuabilité de Dieu. « 

Le principe dinertie, issu dAristote pour «mouvements dans le vide», stipule quun objet a tendance à résister à un changement de mouvement. Selon Newton, un objet restera au repos ou restera en mouvement (cest-à-dire maintiendra sa vitesse) à moins quil ne soit agi par une force externe nette, quelle résulte de la gravité, du frottement, du contact ou dune autre force. La division aristotélicienne du mouvement en mondain et céleste est devenue de plus en plus problématique face aux conclusions de Nicolas Copernic au 16ème siècle, qui a soutenu que la Terre nest jamais au repos, mais est en fait en mouvement constant autour du Soleil.Galilée, dans son développement ultérieur du modèle copernicien, a reconnu ces problèmes avec la nature alors acceptée du mouvement et, au moins partiellement, en conséquence, a inclus une reformulation de la description dAristote du mouvement dans le vide comme principe physique de base :

Un corps se déplaçant sur une surface plane continuera dans la même direction à vitesse constante sauf sil est dérangé.

Galilée écrit que » tous les obstacles extérieurs enlevés, un corps lourd sur une surface sphérique concentrique avec la terre se maintiendra dans létat dans lequel il a été; sil est placé en mouvement vers louest (par exemple), il se maintiendra dans ce mouvement. »Cette notion que les historiens des sciences appellent« inertie circulaire »ou« inertie circulaire horizontale »est un précurseur, mais distincte de, La notion de Newton dinertie rectiligne. Pour Galilée, un mouvement est « horizontal » sil ne porte pas le corps en mouvement vers ou loin du centre de la terre, et pour lui, « un navire, par exemple, ayant une fois reçu un élan à travers la mer tranquille, se déplacerait continuellement autour de notre globe sans jamais sarrêter. « 

Il convient également de noter que Galilée plus tard (en 1632) a conclu que sur la base de cette prémisse initiale dinertie, il est impossible de faire la différence entre un objet en mouvement et une stationnaire sans aucune référence extérieure pour la comparer. Cette observation a finalement servi de base à Albert Einstein pour développer la théorie de la relativité restreinte.

Le premier physicien à séloigner complètement du modèle aristotélicien du mouvement fut Isaac Beeckman en 1614.

Les concepts dinertie dans les écrits de Galilée seront plus tard affinés, modifiés et codifiés par Isaac Newton comme le premier de ses lois du mouvement (publié pour la première fois dans louvrage de Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, en 1687):

Tout corps persévère dans son état de repos, ou de mouvement uniforme sur une ligne droite, à moins quil ne soit obligé de changer cet état par les forces qui y sont appliquées.

Depuis la publication initiale, les lois du mouvement de Newton (et par inclusion, cette première loi) sont venues former la base de la branche de la physique connue sous le nom de mécanique classique.

Le terme «inertie» a été introduit pour la première fois par Johannes Kepler dans son Epitome Astronomiae Copernicanae (publié en trois parties s de 1617 à 1621); cependant, le sens du terme de Kepler (quil a dérivé du mot latin pour «paresse» ou «paresse») nétait pas tout à fait le même que son interprétation moderne. Kepler a défini linertie uniquement en termes de résistance au mouvement, encore une fois fondée sur la présomption que le repos était un état naturel qui n’avait pas besoin d’explication. Ce n’est qu’au cours des travaux ultérieurs de Galilée et de Newton unifiés repos et mouvement en un seul principe que le terme «inertie» pouvait être appliqué à ces concepts tels qu’ils sont aujourdhui. .

Néanmoins, malgré une définition si élégante du concept dans ses lois du mouvement, même Newton n’a pas utilisé le terme «inertie» pour faire référence à sa première loi. En fait, Newton a vu à l’origine le phénomène qu’il décrivait. dans sa première loi du mouvement comme étant causée par des «forces innées» inhérentes à la matière, qui résistent à toute accélération. Compte tenu de cette perspective, et empruntant à Kepler, Newton attribue le terme «inertie» à «la force innée possédée par un objet qui résiste aux changements de mot ion »; ainsi, Newton a défini «linertie» comme signifiant la cause du phénomène, plutôt que le phénomène lui-même. Cependant, les idées originales de Newton sur la « force résistive innée » étaient finalement problématiques pour une variété de raisons, et donc la plupart des physiciens ne pensent plus en ces termes. Comme aucun mécanisme alternatif na été facilement accepté, et il est maintenant généralement admis quil y a peut ne pas être celui que nous pouvons connaître, le terme «inertie» est devenu simplement le phénomène lui-même, plutôt que tout mécanisme inhérent. Ainsi, en fin de compte, «inertie» dans la physique classique moderne est devenue un nom pour le même phénomène décrit par la première loi du mouvement de Newton, et les deux concepts sont maintenant considérés comme équivalents.

RelativityEdit

La théorie de la relativité restreinte dAlbert Einstein, telle que proposée dans son livre de 1905 Le document intitulé «Sur lélectrodynamique des corps en mouvement» a été construit sur la compréhension des cadres de référence inertiels développés par Galileo et Newton. Bien que cette théorie révolutionnaire ait considérablement changé la signification de nombreux concepts newtoniens tels que la masse, lénergie et la distance, Einst Le concept dinertie de ein est resté inchangé par rapport à la signification originale de Newton. Cependant, il en résultait une limitation inhérente à la relativité restreinte: le principe de relativité ne pouvait sappliquer quaux référentiels inertiels.Pour remédier à cette limitation, Einstein a développé sa théorie générale de la relativité (« The Foundation of the General Theory of Relativity », 1916), qui a fourni une théorie comprenant des cadres de référence non inertiels (accélérés).