Mécanique classique et relativiste — Terminale A
Pendant trois siècles, la mécanique de Newton a suffi pour décrire le mouvement des objets de la vie quotidienne, du taxi-be d'Antananarivo aux planètes. Mais au début du XXe siècle, Albert Einstein a montré qu'aux très grandes vitesses, proches de celle de la lumière, ces lois ne suffisent plus. Comprendre cette frontière aide à saisir comment fonctionnent le GPS ou les particules.
Ravo roule en voiture à 100 km/h sur la route d'Antsirabe. Pour la mécanique classique, sa vitesse s'ajoute simplement à celle d'un piéton. Mais s'il pouvait approcher la vitesse de la lumière, son horloge ralentirait par rapport à celle restée à Antananarivo : c'est la dilatation du temps.
Le temps mesuré : la courbe relativiste s'envole quand la vitesse approche c, alors que la prévision classique reste droite.
À retenir
- La mécanique classique (Newton) reste valable pour les vitesses faibles devant celle de la lumière.
- La mécanique relativiste (Einstein) s'applique à toutes les vitesses et devient indispensable près de c.
- La vitesse de la lumière dans le vide, c ≈ 300 000 km/s, est une limite que rien ne peut dépasser.
- À très grande vitesse, le temps se dilate : une horloge en mouvement rapide retarde par rapport à une horloge immobile.
Exercice d'exemple
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On compare : v / c = 30 / 300 000 = 0,0001, soit 0,01 % de la vitesse de la lumière. Comme v est très faible devant c, la mécanique classique de Newton suffit largement. La mécanique relativiste ne deviendrait nécessaire que pour des vitesses proches de c.
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