Calculateur d'impulsion et de quantité de mouvement

Calculez force, durée, vitesse et impulsion avec le théorème de l'impulsion.

Calcul d'impulsion et de quantité de mouvement
Choisissez l'inconnue, puis saisissez les valeurs connues de mouvement et de force.

À propos de l'impulsion et de la quantité de mouvement

La quantité de mouvement est le produit de la masse par la vitesse. Un objet lourd se déplaçant lentement peut avoir la même quantité de mouvement qu'un objet plus léger allant vite. La vitesse ayant un sens, la quantité de mouvement est signée dans un calcul à une dimension. Choisissez impérativement un sens positif avant la saisie : un mouvement ou une force de sens opposé doit être négatif. La quantité de mouvement se mesure en kilogrammes mètres par seconde. L'impulsion mesure l'effet d'une force pendant un intervalle de temps. Pour une force constante ou moyenne, elle est égale à la force multipliée par la durée. Le théorème de l'impulsion indique qu'elle correspond à la variation de quantité de mouvement. Pour une masse constante, force multipliée par durée égale masse multipliée par vitesse finale moins masse multipliée par vitesse initiale. Ce calculateur réarrange cette relation pour trouver la vitesse finale, la force moyenne, la durée ou l'impulsion. Le théorème explique pourquoi allonger le temps d'arrêt peut réduire la force moyenne. Airbags, rembourrages, casques et gestes d'accompagnement sportifs prolongent le temps pendant lequel la quantité de mouvement change. L'impulsion totale nécessaire à une variation de vitesse donnée reste identique, mais une durée plus longue implique une force moyenne plus faible. À l'inverse, une collision très brève peut produire une grande force même pour une variation modérée. Une force ou une impulsion négative indique un sens opposé au sens positif choisi, pas un calcul invalide. Ce modèle suppose une masse constante et utilise la force résultante moyenne. Si la force varie dans le temps, l'impulsion exacte est l'aire sous la courbe force-temps, et non une force instantanée multipliée par tout l'intervalle. Les forces extérieures doivent être combinées en une résultante ; les collisions entre plusieurs objets peuvent nécessiter la conservation de la quantité de mouvement totale en plus de cette équation. Les fusées et autres systèmes à masse variable demandent une autre approche. Utilisez ce calculateur pour les exercices de mécanique, les estimations de collision, l'analyse sportive et les vérifications rapides d'ingénierie. Gardez les unités SI et une convention de signes cohérente. Pour les analyses d'impact essentielles à la sécurité, complétez le calcul idéal par des historiques de force mesurés, la déformation des structures et la réponse des matériaux.

Exemples d'impulsion et de quantité de mouvement

Chaque exemple réarrange la même relation entre impulsion et quantité de mouvement.

Valeurs connuesValeur calculéeSituation
0.145 kg, 40 m/s, 6500 N pendant 0.0015 sVitesse finale = 107.241379 m/sFrappe de baseball
1500 kg, de 15 à 0 m/s en 0.15 sForce moyenne = -150,000 NArrêt d'une voiture
500 kg, de 100 à 150 m/s sous 25,000 NDurée = 1 sPhase de poussée moteur
0.5 kg, de -8 à 6 m/sImpulsion = 7 N·sBalle qui rebondit

Comment calculer l'impulsion ou la variation de quantité de mouvement

  1. Choisissez la grandeur à déterminer.
  2. Définissez un sens positif et saisissez les vitesses avec les bons signes.
  3. Saisissez la masse et les valeurs de force ou de durée nécessaires.
  4. Sélectionnez Calculer et interprétez le résultat selon son signe et son unité SI.

Questions fréquentes

Quelle différence entre impulsion et quantité de mouvement ?

La quantité de mouvement décrit le mouvement actuel d'un objet, tandis que l'impulsion décrit l'action d'une force dans le temps. Elle est égale à la quantité de mouvement finale moins l'initiale.

Pourquoi la force ou l'impulsion peut-elle être négative ?

Le signe négatif indique le sens par rapport à l'axe positif choisi. Une force de freinage est généralement négative si le mouvement vers l'avant est positif.

N·s et kg·m/s sont-ils équivalents ?

Oui. Le newton seconde se ramène au kilogramme mètre par seconde ; les deux unités expriment l'impulsion ou la variation de quantité de mouvement.

Une collision plus longue réduit-elle toujours la force ?

À variation de quantité de mouvement égale, allonger le temps d'arrêt réduit la force moyenne. Le pic réel dépend toujours de la forme de la courbe force-temps.

Ce calculateur peut-il modéliser deux objets en collision ?

Il calcule la variation pour un objet de masse constante. Avec deux objets, il peut d'abord falloir conserver la quantité de mouvement totale pour déterminer chaque vitesse finale.