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vendredi 29 octobre 2021

C'est évidemment toujours (ou presque) proportionnel



On est pas assez expliqué aux étudiants que ce que l'on nommait naguère des "lois physiques", et qui étaient enseignées au collègue ou au lycée,  sont souvent les équations les plus simples que l'on puisse trouver,  et cela pour une raison qui des relations avec la  continuité des fonctions.

Mais je me vois utiliser des mots bien abstraits, alors que mon propos est d'expliquer simplement.

Commençons donc par la "continuité des fonctions". Pour expliquer ce dont il s'agit, on commence par faire deux axes perpendiculaires, à partir d'un point qui est nommé "origine" (le point O). Puis on trace une courbe qui part de ce point origine.


 La courbe bleue est... courbe. Mais regardons à la loupe son début :



Là encore, il y a une légère incurvation, mais grossissons donc encore, et, cette fois, le départ semble rectiligne:


Autrement dit, pour ce départ, le rapport de la distance dy par dx est constant, et c'est cela l'équation d'une droite. Bref, pour de petits intervalles, nous sommes en mesure de voir des segments de droite.

Revenons à nos "lois" en considérant par exemple le poids d'un objet : il dépend de la masse, et l'équation la plus simple consiste à écrire qu'il y a une proportionnalité, comme ci dessus. Mais on comprend que, pour des masses considérables, cela puisse ne pas être vrai.
Idem pour l'intensité d'un courant électrique et la différence de potentiel qui l'engendre dans un circuit. Idem pour la relation entre l'accélération d'un corps et les forces qui agissent sur lui...
La plupart des lois physiques élémentaires sont des relations de proportionnalité parce que l'on suppose des variations continues, et que l'on considère une gamme de variations pas trop grande.