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Galilée: Le Début D'Une Science Utile
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Les fausses théories scientifiques de jadis vont être radicalement remplacées par de nouvelles théories modernes, initiatrices de la science utile. S’oppose alors le repos absolu d’Aristote à la relativité galiléenne.    

Galilée (1564-1642) peut être considéré comme le père de la physique moderne.  Son étude du mouvement des corps à l'aide d'expériences avec des plans inclinés lui fait découvrir la notion de Force et surtout lui permet la première formulation du principe d'inertie. Cette contribution révolutionne totalement la physique. Elle fait basculer la vision Aristotélicienne du monde vingt siècles plus tard et marque un début de la physique utile.

 

Le Principe De L’inertie 

 

Galilée mène  une expérience qui consiste à mesurer le temps de chute de corps de différentes masses et de différentes natures. Il arrive à la conclusion que ce temps de chute est le même pour tous les corps, quelque  soient leur poids, leur taille et leur nature. En d'autres mots, la vitesse de chute libre est la même pour tous les corps. Sur un plan incliné lisse, Galilée place deux billes de masses différentes. En les lâchant, il  constate, que les deux billes arrivent au bas du plan au même moment. Il répète l’expérience plusieurs fois en obtenant toujours les mêmes résultats. Il conclut donc que les objets, qu'ils soient lourds ou légers, accélèrent au même taux constant lorsqu'ils tombent, c.-à-d. que leur vitesse augmente à un taux constant.

 

Le principe d’inertie de Galilée constitue sa plus grande contribution à la physique. Par des expériences avec des billes qui roulent sur différents plans, il observe que si le plan est rugueux, la bille s’arrête rapidement. Si le plan est lisse, la bille parcourt une plus grande distance avant de s’arrêter. Galilée conclue que ceci est due à des forces de frottement : le plan rugueux frotte la bille et la pousse à s’arrêter rapidement tandis que le plans lisse exerce des forces de frottement très faibles et n'empêchent pas la bille de rouler.

 

Les forces de frottement sont toujours présentes et obligent les corps à s’arrêter. Ainsi, on doit constamment exercer des forces extérieures sur le corps pour contrebalancer ces forces de frottement (tirer une charrette pour l’avancer, pousser une table…).   

Si on pouvait réduire les frottements à zéro, le corps conserverait son mouvement indéfiniment. C’est par ce raisonnement que Galilée donne une formulation primaire du principe de l’inertie : tout corps possède une certaine "inertie " qui l'oblige à conserver sa vitesse, à moins qu'une force extérieure, une force de frottement par exemple, ne l'oblige à arrêter ce mouvement, l’obligent à modifier cette vitesse.  

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La Loi D'Additivité Des Vitesses

 

Galilée énonce un principe important sur les vitesses. Considérons un bateau (en rouge) se déplaçant à une vitesse V (en vert) constante et suivant une trajectoire rectiligne. Un canon placé à l’avant du bateau tire (1). Par rapport au bateau, le boulet a une vitesse W. Le boulet se déplace dans le sens du mouvement du bateau, donc pour un observateur à l’extérieur, sur le quai par exemple, le boulet a une vitesse V+W (en bleu). Par contre, si le boulet est tiré vers l’arrière (sens opposé au mouvement du bateau), toujours à la vitesse W par rapport au bateau, pour l’observateur sur le quai le boulet a une vitesse égale à V-W (en bleu).

 

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La Relativité Galiléenne

 

La relativité galiléenne est une des théories de Galilée les moins célèbres mais qui aura une importance fondamentale dans la relativité de Newton, et que reformulera Einstein. Elle permet aussi de rejeter complètement le repos absolu d’Aristote. On peut la concevoir comme une conséquence du principe d'inertie dan la mesure de la composition des vitesses. Galilée est le premier à l'avoir formulé mathématiquement. Nous allons voir cette conception de l’espace-temps plus tard avec la relativité newtonienne.  

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Conclusion

 

Ainsi, le bilan scientifique de Galilée est extraordinaire. Sur le plan de la physique, il a, comme nous l'avons vu, initié la physique expérimentale, et bâti le principe d'inertie qui sera le fondement de toute la physique utile que nous utilisons aujourd’hui. Isaac Newton continuera le courant d’idée de Galilée et va s’en inspirer pour formuler ses propres théories scientifiques.  

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