Isaac Newton (4 janvier 1643 - 31 mars 1727) est un mathématicien et physicien britannique.
En 1687, il publie son ouvrage Philosophiae naturalis principia mathematica dans lequel il décrit la loi de la gravitation universelle et les trois lois du mouvement.
Première loi - Principe d'inertie
Si aucune force n'agit globalement sur un objet, ce dernier conserve son mouvement.
Il peut y avoir des forces agissant sur l'objet, mais la force résulte est nulle s'il n'y a globalement aucune force.
Dire que l'objet conserve son mouvement signifie qu'il continue d'avancer en ligne droit à vitesse constante. Cette vitesse peut être zéro aussi, ce qui signifie que l'objet n'avance pas.
Deuxième loi - Principe fondamental de la dynamique
La force résultante exercée sur un objet est égal au produit de la masse de cet objet et de son accélération.
\[\vec{F} = m \vec{a}\]
avec
\(\vec{F}\) la force résultante agissant sur l'objet (N)
\(m\) la masse de l'objet (kg)
\(\vec{a}\) l'accélération de l'objet (m/\(s^2\))
Cela signifie qu'une force a pour effet d'accélérer l'objet, c'est à dire de modifier sa vitesse.
La modification de la vitesse peut être augmentation de sa valeur, une diminution de sa valeur ou un changement de direction.
De plus, on comprend qu'une même force n'a pas le même effet sur deux objets de masses différentes. Si l'objet est plus massif, il sera plus difficile de modifier son mouvement.
Troisième loi de Newton - Principe d'action/réaction
Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d’intensité égale, de même direction, mais de sens opposé exercée par le corps B.
On a déjà vu par exemple que la Terre attire la Lune de la même manière que la Lune attire la Terre.
Relativité
Le principe de relativité affirme que les lois physiques s'expriment de la même manière dans tous les référentiels d'inertiels.
Avec un référentiel inertiel étant un référentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié.
Dis autrement, une personne ne bougeant pas ou une personne se déplaçant en ligne droite à vitesse constante observeront les mêmes lois physique.
Attention ! Leurs mesures peuvent être différentes, mais les lois physique seront les mêmes.
Galilée (1564 - 1642) est le premier à parler de relativité. On lui doit le texte suivant.
« Enfermez-vous avec un ami dans la cabine principale à l'intérieur d'un grand bateau et prenez avec vous des mouches, des papillons, et d'autres petits animaux volants. Prenez une grande cuve d'eau avec un poisson dedans, suspendez une bouteille qui se vide goutte à goutte dans un grand récipient en dessous d'elle. Avec le bateau à l'arrêt, observez soigneusement comment les petits animaux volent à des vitesses égales vers tous les côtés de la cabine. Le poisson nage indifféremment dans toutes les directions, les gouttes tombent dans le récipient en dessous, et si vous lancez quelque chose à votre ami, vous n'avez pas besoin de le lancer plus fort dans une direction que dans une autre, les distances étant égales, et si vous sautez à pieds joints, vous franchissez des distances égales dans toutes les directions. Lorsque vous aurez observé toutes ces choses soigneusement (bien qu'il n'y ait aucun doute que lorsque le bateau est à l'arrêt, les choses doivent se passer ainsi), faites avancer le bateau à l'allure qui vous plaira, pour autant que la vitesse soit uniforme [c'est-à-dire constante] et ne fluctue pas de part et d'autre. Vous ne verrez pas le moindre changement dans aucun des effets mentionnés et même aucun d'eux ne vous permettra de dire si le bateau est en mouvement ou à l'arrêt ... »
— Galilée, Dialogue concernant les deux plus grands systèmes du monde,
Plus tard, Albert Einstein (1879 - 1955) pose les bases de la relativité restreinte en 1905. On lui doit aussi "l'ascenseur d'Einstein", une expérience de pensée qui imagine un ascenseur tiré avec une accélération constante dans le vide astral. Le fait que l'ascenseur se déplace avec une accélération constante fait ressentir une force similaire à la gravité aux personnes à l'intérieur. A l'inverse, une personne dans un ascenseur en chute libre ne ressentirait pas la gravité.