Le principe d'inertie

Voici l'enonce, puis pourquoi il est contre-intuitif :

Si les forces qui s'exercent sur un objet se compensent, alors cet objet est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme — et reciproquement.

« Rectiligne uniforme » signifie : en ligne droite, a vitesse constante.

Ce qui derange

L'intuition dit qu'il faut pousser en permanence pour qu'un objet continue d'avancer. Arrete de pedaler, le velo s'arrete : il faut donc bien une force pour maintenir le mouvement, non ?

Non. Le velo s'arrete parce que des forces agissent sur lui : les frottements et la resistance de l'air. Elles ne se compensent plus.

Supprime ces frottements — sur la glace, ou dans le vide spatial — et l'objet continue indefiniment. Les sondes Voyager n'ont plus de moteur depuis 1977 et poursuivent leur route.

La bonne formulation

Une force n'entretient pas le mouvement. Une force change le mouvement.

forces compensees   ->  vitesse constante (eventuellement nulle)
forces non compensees ->  la vitesse change

Ce basculement est l'une des ruptures majeures de l'histoire des sciences. Pendant vingt siecles, la physique d'Aristote affirmait le contraire, et cela semblait evident a tout le monde.

Un cas qui surprend

Une voiture qui prend un virage a vitesse constante subit-elle des forces compensees ?

Non. Sa vitesse ne change pas en valeur, mais sa direction change. Le mouvement n'est pas rectiligne : les forces ne se compensent donc pas. C'est l'adherence des pneus qui fournit la force necessaire au virage — et sur du verglas, cette force disparait, la voiture continue tout droit. Exactement ce que predit le principe.

Le principe d'inertie est aussi ce qui te projette vers l'avant lors d'un freinage brusque : ton corps continue sur sa lancee pendant que la voiture ralentit. La ceinture est precisement la force qui manquait.