processus

collision

Un événement où deux ou plusieurs corps exercent des forces l'un sur l'autre pendant un court instant.
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Description

Une collision est un événement au cours duquel deux ou plusieurs corps entrent en contact et échangent de l'énergie et de la quantité de mouvement sur un court intervalle de temps. Les collisions sont fondamentales en physique car elles révèlent les lois de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie, et elles se produisent à toutes les échelles, des particules subatomiques aux galaxies. En physique des particules, les collisions sont utilisées pour sonder la structure de la matière et créer de nouvelles particules ; en astrophysique, les collisions façonnent les systèmes planétaires et pilotent l'évolution stellaire. L'étude des collisions sous-tend également l'ingénierie, de la conception de la sécurité automobile à la dynamique des boules de billard.

Histoire

La compréhension moderne des collisions remonte au XVIIe siècle avec les travaux de Huygens et de Newton, qui ont formulé les lois de l'impact. Le concept a ensuite été étendu aux échelles atomique et subatomique au XXe siècle avec le développement de la mécanique quantique et des accélérateurs de particules.

Comment ça marche

Lors d'une collision, la quantité de mouvement totale du système est conservée si aucune force externe n'agit. L'énergie cinétique peut ou non être conservée : dans une collision élastique, l'énergie cinétique est conservée, tandis que dans une collision inélastique, une partie de l'énergie est convertie en chaleur, en son ou en déformation. Les détails de l'interaction dépendent des forces entre les corps, qui peuvent être des forces de contact ou des forces à longue portée comme l'électromagnétisme ou la gravité. En physique des particules, les collisions sont analysées à l'aide de la mécanique quantique et de la relativité, où des particules peuvent être créées ou détruites, mais l'énergie et la quantité de mouvement sont toujours conservées.

En pratique

Les collisions sont au cœur des accélérateurs de particules comme le LHC, où des protons sont projetés les uns contre les autres pour découvrir de nouvelles particules, et dans les technologies courantes telles que les airbags et les zones de déformation des voitures, conçues pour gérer les forces de collision.

Anecdote

Dans une collision parfaitement élastique entre deux masses identiques, elles échangent simplement leurs vitesses — un fait utilisé dans le berceau de Newton, un jouet de bureau populaire.

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